Modern fiziğin ilk basamağını oluşturan ve Michelson Morley deneyi olarak bilinen deney henüz tasarım aşamasındayken, deneyin mimarları olan iki Amerikalı Albert Michelson ve Edward Morley'in kafasında, eter denilen ve ışığın içerisinde yayıldığı düşünülen bir olguya ilk deneysel kanıtı bulabilme umudu vardı. 1887 yılında ilk sonuçlarını veren ve gerçekten o günün koşullarında muhteşem bir yaratıcılıkla tasarlanmış olan deney ne yazık ki felsefi temelleri Antik Yunan'a kadar giden eter kavramının çok da gerçekçi olmadığını gösterdi. Ancak deneyi gerçekleştiren iki Amerikalı, deneyden daha öncesinde eter fikrinin gerçek olabileceğine inanmış olduklarından, eterin ilk kanıtlarını bulabilmek umuduyla farklı koşullarda deneyi defalarca tekrarladılar. Fakat bilim, ilerleyişini, inançların veya umutların üzerinden değil gerçeklerin üzerinden yapar. Michelson ve Morley, deneylerini her tekrarladıklarında aynı olumsuz sonucu aldılar. Deney her ne kadar eteri kanıtlamak amacıyla tasarlanıp geliştirilmiş olsa da ortaya çıkan sonuç eter olgusunun gerçeklikten uzak bir kurgudan ibaret olduğunu söylüyordu. Deneyin teknik içeriğini popüler düzeyde detaylandırmadan önce deney sonucunun doğrulayamadığı ve kendisini destekler nitelikte fiziksel bir kanıt bulamayan eter fikrinin ne olduğuna bakmalıyız. Öncelikle Türkçe kaynaklarda bu kavrama esir de dendiğini belirtmek gerek. Bunun dışında eter kavramının 'eter teorisi' başlığıyla kökeni Antik Yunan'a kadar giden derin ve mistik kaynaklardan beslenen apayrı bir tarihsel ve felsefi araştırma konusu olarak karşımıza çıktığını da söylemeliyim. Umuyorum ki benim eter kavramını bu derin tarihsel ve felsefi süreç içerisinde yorumlamaya yetecek kadar ehil olmayışımı hoş karşılayabilirsiniz. Dolayısıyla biz bu yazıda eter fikrini yalnızca 19. yüzyılın modern biliminin penceresinden bakarak yorumlamaya çalışacağız -ki bu durum bu yazının ana amacı olan Michelson Morley deneyini anlamaya yetecek ve hatta artacaktır bile. Nedir bu Eter? 19. yüzyılda bilim insanları, ışık dalgalarının eter içerisinde yayıldığını diğer bir deyişle eterin ışık dalgalarını taşıdığını düşünüyorlardı. Yani eter tüm evreni doldurduğu düşünülen bir maddeydi. Bu kısa açıklama eteri hava ile kardeş yapan bir biçime sahip. Zaten o dönemin zihinleri de eter kavramını ortaya atarken bu kardeşlikten yola çıkmışlar ve ışık dalgalarına göre daha tanıdık olan başka bir dalganın yapısından benzerlik kurmuşlardı: ses dalgaları. Biliyoruz ki ses dalgaları ortamda yayılabilmek için bir taşıyıcı maddenin varlığına ihtiyaç duyar. Vakum ortamda ses dalgaları yayılamaz. Peki, ışık için de aynı şey söz konusu olabilir mi? Işık da yayılmak için havanın veya daha başka bir taşıyıcı maddenin varlığına ihtiyaç duyar mı? Şöyle bir düşünce deneyi yapalım: Bir çalar saati, çeperleri saydam , vakumlu bir kutunun içine koyalım. Çalar saat çalmaya başladığında sesi duyabilmeniz mümkün değildir. Çünkü vakumlu kutunun içinde ses dalgaları oluşamaz. Fakat saydam çeperli kutunun içindeki çalar saat çalmaktayken saatin topuzunun titreştiğini görebilirsiniz. Yani ışık, kutuya özgürce girip çıkabilir. Neticede, vakum ortamında ışığın yayılabildiğini deneysel olarak gözlemlersiniz. Öyleyse ışık yayılmak için neye gerek duyarsa duysun biliyoruz ki o 'şey' hava değil. Bu son derece akılcı bir çıkarım ama burada durmamız ve bu çıkarımla yetinmemiz gerekiyor olabilir. Fakat dönemin bilim insanları burada durmayı tercih etmediler. 'O 'şey' hava değilse o zaman başka bir 'şey'dir' yorumunu yaptılar ve adeta yokluğun içinden yeni bir kavram türettiler: eter, atomlar arası boşluğu yani evreni dolduran, ağırlığı olmayan, ışığı ileten töz. Ses dalgalarıyla yapılan karşılaştırma neticesinde böyle bir kavram türediğinden bu fikir bize hiç de yabancı gelmiyor. Neticede bir dalga biçimi yayılmak için havaya ihtiyaç duyuyorsa diğer bir dalga türünün de yayılmak için etere ihtiyaç duyması oldukça mantıklı görünüyor. Fakat ne kadar mantıklı olursa olsun bütün bilimsel görüşler gibi bu görüş de kendisine deneysel kanıtlar bulmaya muhtaç. Dönemin bilim insanları eteri, bir kabın içini tümüyle dolduran su olarak düşündüler. Dünyamız da bu su dolu kap içerisindeki bir bilyeydi. Bilye hareket ettiği zaman su yüzeyinde dalgalanmalar meydana getirir. Aynı şekilde dünya ve diğer gezegenler, hareketleri esnasında evreni bütünüyle dolduran eter alanında bir dalgalanma meydana getirmeliydi. Bu durum ise bizleri, ışığın hızının bu dalgalanmaların doğrultusu ve büyüklüğünde değişmesi gerektiği sonucuna götürür. Yani eğer eter gerçekten var ise ve evrenin tümünü kaplıyorsa, eter alanında hareket eden ışığın hızı, hareketin doğrultusuna göre farklılık göstermeliydi. Öyleyse eter teorisini doğrulamak için yapılacak iş basitçe şuydu: eter alanında dalgalanma oluşturan herhangi bir hareketin doğrultusunda ve hareketin olmadığı doğrultuda olmak üzere iki ayrı durum için ışığın hızı ölçülecek ve karşılaştırılacaktı. Eğer bulunan bu iki hız değeri birbirinden farklıysa daha önce sezgisel olarak çıkarsaması yapılmış olan eterin ilk deneysel kanıtı elde edilmiş olacaktı. Diğer yandan iki hız değeri birbirinin aynısı çıkıyorsa eter teorisi çok ciddi bir yara alacaktı. Burada hareket doğrultusunda yol alan ışığın hızının daha büyük olması gerektiğini düşünmüş olabilirsiniz. Hatta bu çıkarımı yaparken hep söylenilen hareketli bir trende ileriye doğru atılan cismin net hızına trenin hızı da eklenir örneği hatırınıza gelmiş olabilir. Fakat eter söz konusu olduğunda bu örnek durumu izah etmeye yetmez. Eteri, evreni tümüyle dolduran ve kapsadığı cisimlerin hareketine karşı onlara direnç uygulayan bir alan olarak düşünmek gerekir. Burada su üstünde hareket eden tekne örneği daha uygun bir yaklaşım sergiler. Teknede seyir halindeyken elinizi suya daldırdığınızda teknenin hızı ölçüsünde büyüyen bir dirençle karşılaşırsınız. Yani eter içerisinde hareket eden herhangi bir cisimden hareket doğrultusunda gönderilen ışık, cismin hızının büyüklüğü ölçüsünde bir dirençle karşılaşacak ve bunun sonucu olarak daha yavaş hareket edecektir. Bu düşüncelerin ışığıyla eter teorisinin gerçek olduğuna inanan ve bunu kanıtlamaya soyunan iki bilim insanı Albert Abraham Michelson ve Edward Williams Morley, daha önceden Michelson tarafından geliştirilen interferometre aygıtını kullanarak 1887 yılında yaptıkları bir dizi ölçümle birlikte eter teorisinin 20. Yüzyılın ilk yarısında gerçekleşecek olan kuantum devriminde kendine yer bulup bulamayacağını belirleyeceklerdi. Albert Abraham Michelson Albert Abraham Michelson, 19 Aralık 1852'de Prusya'nın Strelno şehrinde doğdu. Henüz küçük bir çocukken ailesiyle birlikte Amerika'ya taşındı ve orta öğrenimini burada San Francisco'da tamamladı. Mezuniyetinin ardından 1869'da Annapolis'teki Birleşik Devletler Deniz Akademisi'ne girdi. Donanma'dayken çıktığı bir açık deniz seyahatinden döndükten sonra doğa bilimleri alanında çalışmaya karar verdi ve akademik çalışmalara başladı. 1880 yılında Avrupa'ya gitti ve burada başta Berlin Üniversitesi olmak üzere çeşitli üniversitelerden lisansüstü eğitim aldı. 1882'de Avrupa'dan döndü ve Cleveland, Ohio'da bulunan Case Uygulamalı Bilimler Okulu'nda fizik profesörü olarak göreve başladı. Burada kimyager Morley'le birlikte, incelediğimiz Michelson Morley deneyi başta olmak üzere bir dizi araştırma yürüttü. Sonraki yıllarda Paris'teki Uluslararası Ağırlık ve Ölçü Birimleri Komitesi'nin isteği üzerine standart metre ölçüsünü Kadmiyum ışığının dalga boyu olarak ölçtü. Michelson, bilimsel kariyeri boyunca fiziğin çeşitli dallarıyla ilgilendi fakat en büyük başarıyı kuşkusuz optik alanında gerçekleştirdiği çalışmalarla elde etti. Işığın hızını büyük bir duyarlılıkla ölçmesi, dünyanın hareketinin ışık hızının ölçümündeki etkisini belirleyebilecek hassasiyette olan interferometreyi icat etmesi ve bunu kullanarak dönemin popüler çalışma alanı olan eter fikrini incelemesi onun optik alanındaki bu çalışmalarına örnektir. Michelson'un çalışmaları bilim camiası tarafından hep destek almış ve takdirle karşılanmıştır. Kraliyet topluluğu tarafından Copley Madalyası'yla ödüllendirilen Michelson, Amerikan Fizik Derneği başkanlığına seçilmiş ve 1907'de Nobel Fizik Ödülü'nü alarak Nobel Ödülü alan ilk Amerikan vatandaşı olma onurunu kazanmıştır. Edward Williams Morley Edward Williams Morley, 29 Ocak 1838'de ABD'de New Jersey'de doğdu. 1860'da Massachusetts'deki Williams Koleji'nden mezun oldu. 1869'dan 1906'da emekli oluncaya dek şimdiki adıyla Case Western Reserve Üniversitesi'nde kimya profesörü olarak çalıştı. Burada ilk olarak atmosferdeki oksijen derişimi üzerine çalıştı. Oksijenin fiziksel ve kimyasal özelliklerini inceleyerek meteorolojik sorunların çözümünü araştırdı. Hidrojenin ve oksijenin atom ağırlıklarını saptamaya çalıştı. 1884'te Michelson ile tanıştı ve 1887'de onunla birlikte yaptığı, Işık Saçan Eter ve Dünyanın Göreli Hareketi Üzerine başlıklı yayınlarıyla sonuçlanacak Michelson Morley deneyi üzerine araştırmalarını yürüttü. Morley, 1895'te Amerika Bilim Geliştirme Derneği'ne 1899'da ise Amerikan Kimya Derneği'ne başkan olarak görevlendirildi. 1907'de ünlü İngiliz kimyacı Humpry Davy anısına verilen Davy Madalyası'yla ödüllendirildi ve ölünceye dek Connecticut'ta yaşamını sürdürdü. Michelson ve Morley 1897'de eterin varlığını kanıtlamak amacıyla tasarladıkları deneylerini interferometre aygıtını kullanarak gerçekleştirdiler. Deneyi anlayabilmek için bu aygıtın nasıl çalıştığını, bunun da öncesinde aygıtın ölçümünü yaptığı girişim olayının ne olduğunu bilmekte yarar var. Girişim Girişim, tüm dalga çeşitlerinde gözlenebilen önemli bir fizik fenomenidir. Olayın gözlenebilmesi için en az iki ayrı dalga hareketinden söz etmek şarttır. Basitçe bahsetmek gerekirse girişim, bu iki ayrı dalganın kesiştikleri noktada birbirlerini güçlendirmeleri veya sönümlemeleri olayına verilen isimdir. Dalgaların girişim yapabilmeleri için aynı kaynaktan çıkmaları veyahut farklı kaynaklardan çıkıyorlarsa da eş fazlı ve tek renkli olmaları gerekir. Yukarıdaki resimde birinci durum için dalgalar birbirlerini güçlendirirler çünkü herhangi bir zaman için tepe tepe, çukur çukur karşı karşıya gelmiştir (0 faz farkı durumu). Özel olarak bu duruma yapıcı girişim denir. İkinci durum için ise bu sefer tepe çukur veya çukur tepe'nin karşı karşıya gelmesi söz konusudur (90 derecelik faz farkı durumu) ve bu durumda dalgalar birbirini yok ederler. Bu duruma ise yıkıcı girişim denir. Bu iki olay incelendikten sonra girişim olayının nihai dalgayı yalnızca ya yok edeceği ya da iki kat güçlendireceği anlaşılmasın. Nihai dalga, girişim yapan dalgaların dalga boyuna bağlı olarak kısmen güçlenip kısmen sönümlenebilir. Young'ın meşhur çift yarık deneyi, içinde girişim olayının gözlendiği en bilindik deneylerden biridir. Konuya ilgi duyanlar Dalgalar ve Zamanı Durdurmak Kuantum Mekaniği Paradoksları yazısının ilgili bölümüne bakabilirler. Michelson İnterferometresi Öncelikle çok farklı teknikleri kullanan ve farklı yapılarda tasarlanmış olan çok çeşitli interferometreler olduğunu söyleyerek işe başlayalım. Bunlar başlıca Sagnac, Rayleigh, Twyman Green, Mach Zehnder interferometreleri olmak üzere uzayıp giden bir liste oluşturuyorlar. Biz konumuzun doğrudan merkezinde bulunuyor olmasından dolayı Michelson interferometresini tanımaya çalışacağız. Temel anlamda bir interferometre, ışığın girişim özelliğinden yararlanarak küçük mesafelerin, malzemelerin kırma indislerinin ve yüzey düzgünlüklerinin ölçülebildiği aygıttır. Bilimde ve endüstride geniş bir yelpazede kullanım alanına sahiptir. Yukarıda birkaçını saydığım interferometre çeşitlerinin tamamı birbirinden tasarım bakımından ayrılırlar. Tümünde ölçüm, ışığın girişim özelliğinden yararlanarak yapılır. Michelson interferometresi çift yollu bir interferometredir. Çünkü kaynaktan çıkan ışık yarı geçirgen zar denilen yüzey üzerine geldikten sonra bölünerek iki ayrı yolu takip eden iki ayrı ışık demetine ayrıştırılır. Belli bir mesafeyi kat eden bu iki ayrı ışık demeti daha sonra aynı nokta üzerinde kesiştirilerek girişim olayının gözlenmesi için bir perde üzerine düşürülür ve istenen ölçüm yapılır. Yukarıda girişim olayını incelerken de değindiğim gibi girişimin gözlenebilmesi için tek renkli dalgaların olması şarttır. Bu sebepten Michelson interferometresi dahilindeki ışık kaynağı da monokromatik bir kaynaktır. Michelson interferometresinde kaynaktan çıkan tek renkli ışık, yarı geçirgen ayna üzerinde ikiye ayrılarak birbirine dik iki ayrı yol üzerinde yol almaya başlar. Yolun sonunda konumlandırılmış aynalardan yansıyarak geriye dönen ışık demetleri yarı geçirgen zar üzerinde tekrar bölünüp yansıyarak dedektör üzerine düşerler ve girişim oluştururlar. Sistem üzerindeki tüm hareket bundan ibarettir. Buradaki önemli nokta ise iki ayrı ışık demetinin aldıkları yollar arasındaki farktır. Yukarıdaki görselde de görüldüğü gibi 0 noktasına kadar henüz ışık dalgası ayrışmadığından herhangi bir yol farkı söz konusu değildir. Bu nokta geçildikten sonra artık elimizde A noktasına ve B noktasına doğru yol alan iki ayrı ışık demeti vardır. Eğer OA ve OB yolları eşit mesafedeyse iki ışık demeti yarı geçirgen zar üzerine ikinci kez geldiklerinde de tıpkı ayrıştıkları zamandaki gibi tepe tepe, çukur çukur şeklinde eşleşecekler ve dedektöre doğru yol alacaklar. Dedektörde yapacağımız gözlemde ise bu iki dalganın yapıcı girişim oluşturduklarını ve birbirlerini güçlendirdiklerini gözleyeceğiz. Dolayısıyla bizleri farklı girişim desenleriyle buluşturacak olan yol farkı doğrudan doğruya OA ve OB yolları arasındaki farkla ilgilidir. Çünkü kalan yolları iki ayrı dalga da birlikte kat etmektedir. Eğer dedektörde yıkıcı girişim gözlemek istersek yapacağımız şey OA veya OB yollarından birisiyle oynamaktır. Biz OA yolunu seçelim ve A aynasının konumunu, çalıştığımız ışığın dalga boyunun yarısı kadar ötelemeye karar vermiş olalım. Burada dikkat edilmesi gereken nokta ışık demetinin OA yolunu iki kere almış olduğudur! Dolayısıyla A aynasında yapacağımız yarım dalga boyluk öteleme ışık demetinin bu yolu iki kere alacak olmasından dolayı aslında iki ışık demeti arasında bir tam dalga boyluk yol farkının oluşmasıyla sonuçlanacaktır. Bu ise dedektörde gözlem yapan bizler için hiçbir fark yaratmaz. Çünkü bir dalga boyluk yol farkı demek öncekinde olduğu gibi yine tepe tepe ve çukur çukur'un eşleşmesi ve iki ayrı ışık demetinin yapıcı girişim yaparak birbirini güçlendirmesi demektir. Peki, yıkıcı girişimi nasıl yapacağız? Biliyoruz ki yıkıcı girişim olması için ışık demetleri arasında yarım dalga boyluk fark olmalı. Öyleyse A veya B aynalarından birini tek renkli ışığın çeyrek dalga boyu kadar ötelememiz gerekecek. Yol iki kere kat edildiğinden toplam yol farkı yarım dalga boyu olacak ve dedektör üzerinde yıkıcı girişim göreceğiz. Yine söylemekte yarar var ki sadece yapıcı veya yıkıcı girişim değil bunlar arasındaki tüm ara durumlar girişim için söz konusudur ve interferometre için de aynaların konumlarına göre çok çeşitli girişim desenleri elde etmek mümkündür. Aynayı sürekli hareket ettirdiğinizde ise ardı ardına yapıcı ve yıkıcı girişimler meydana gelir. Böylelikle ışığın dalga boyunu kullanarak mesafe ölçümünü son derece hassas bir şekilde yapabilirsiniz. Her şey tamam da ışığın ikiye ayrılmasının, aynalardan yansıyarak yol farkı oluşturmasının, girişim yapmasının eterle ne ilgisi var? Michelson Morley deneyinde kullanılan Michelson interferometresini tanıdıktan sonra bu soruyla ilgilenebiliriz artık. Eter teorisini sınamaya hazırız! Michelson Morley Deneyi Eğer eter varsa ışığın hızının kaynağın hareketine bağlı olarak değişiklik göstereceğini söylemiştik. Işığın hızı da biliyorsunuz ki hayal gücünü zorlayan bir büyüklüğe sahip: yaklaşık 300 000 km/sn. Böylesine devasa bir hıza kayda değer ölçülerde değişiklik getirebilecek bir kaynağın da aynı şekilde devasa bir harekete sahip olması gerekir. Bu kaynak için en iyi aday Dünya'dan başkası değildir. Kaldı ki Dünya'nın bile Güneş etrafındaki eliptik hareketi 30 km/sn.'lik bir hızla gerçekleşir. Yani ışık hızından çok küçüktür ama en azından kayda değerdir. Evrenin tamamını doldurduğu düşünülen eter içinde hareket eden Dünya'mızdan Güneş etrafındaki hareketin yönünde gönderilen ışığın bir dirençle karşılaşması gerektiğini daha önce söylemiştik. Bu durumda Dünyanın hareket yönünde gönderilen ışık demeti eğer eter var ise 300 000 30 = 299 070 km/sn.'lik bir hızla hareket etmelidir. Dolayısıyla Michelson interferometresini kullanarak yapacağımız şey şu olacak: İnterferometrenin iki ayrı ışık yolundan birisini Dünya'nın hareketi yönünde konumlandıracağız. Işık demeti, bu yol üzerinde Dünya'nın eter içindeki hareketi dolayısıyla daha düşük bir hızla giderken diğer yoldaki ışık demeti herhangi bir dirence maruz kalmadan kendi sahip olduğu hızıyla yol alacak. Eğer OA ve OB yollarını da birbirine eşit olarak alırsak iki ayrı ışık demetinin farklı hızlara sahip olmasından dolayı dedektör üzerinde birbirini tamamen destekleyen değil belli ölçüde birbirini sönümleyen bir girişim deseni görmeyi bekleriz. Dünya'nın hızının ışığın hızına kıyasla çok düşük olmasından dolayı deney sonucunda alınan ölçümleri daha fark edilir düzeylere çekebilmek için de ilk ölçümleri aldıktan sonra interferometreyi 90 döndürerek bu sefer diğer yolu Dünya'nın hareket doğrultusunda konumlandırabiliriz. Böylelikle ilk deneyde olarak ölçtüğümüz yol farkını şimdi olarak ölçerek bir anlamda yol farkını iki katına çıkarmış ve daha kolay tespit edilebilir ölçümler elde etmiş oluruz. İşte Michelson ve Morley 1887 yılında, popüler düzeyde izah etmeye çalıştığım bu düşüncelerle deneylerini uyguladılar. Dedektör üzerinde, ışık yolları arasındaki fark ölçüsünde sönümlenmiş bir girişim deseni görmeyi beklediler. Fakat durum bekledikleri gibi değildi. Meydana gelen girişim deseni ölçülebilir sınırlar dahilinde ışık yolları arasında hiçbir farkın olmadığına işaret ediyordu. Bilim insanları kolay kolay pes etmez. Onlar da etmediler. Eteri kanıtlamaya kararlıydılar. Deneyi farklı saatlerde, farklı günlerde, farklı sıcaklıklarda, farklı mevsimlerde kısacası her türlü farklı koşulda tekrarladılar. Fakat sonuç değişmedi. Deney beklenilen sonucu vermiyordu ama eter fikrinin hiç mi şansı yoktu? diye sorabiliriz. Buna deney sonrası ortaya çıkan sonuçlara göre birlikte karar verelim. Eğer deney sonrasında eter fikrini kurtarmaya çalışırsak şu argümanlara sığınmalıyız: - Dünya, Güneş çevresinde hareket etmiyor. - Evreni dolduran eter Dünya ile birlikte hareket ediyor. Birinci argüman için sanırım bir şey söylemeye gerek yok. İkincisi için ise koca bir evreni dolduran eterin bizim 'küçük mavi nokta'mızın hareketini takip etmesi için elimizde hiçbir tatmin edici veri yok. Ne de olsa evrende 'özel' diyebileceğimiz hiçbir ayrıcalığımız yok. Öyleyse eter fikrinin Michelson Morley deneyi sonrasında hayatta kalabilmesi oldukça zor görünüyor. Sonraki yıllarda eteri kurtarabilmek adına çeşitli girişimlerde bulunulsa da kayda değer bir atılım sağlanamadı. Son sözü Albert Einstein, inşa ettiği Özel Görelilik Teorisi dahilindeki ikinci postulatı Birbirlerine göre hareketi nasıl olursa olsun tüm gözlemciler için ışığın hızı aynıdır şeklinde tanımlayarak söyledi. Böylelikle eter fikri, bilim ve felsefe tarihindeki haklı yerinde kalmak üzere terk edildi. Sonuç Michelson Morley deneyi insanlığa ışığın yapısıyla ilgili önemli gerçekleri fısıldadığından ve Einstein'ın Özel Görelilik Teorisi'ne deneysel destek sağlaması nedeniyle modern fiziğin ilk basamağını oluşturur. Felsefi kökeni antik dönemlere kadar giden 18. ve 19. yüzyıllarda giderek tanınan dalga mekaniğiyle birlikte ses dalgalarının karakteriyle ilişkilendirilerek sezgisel olarak gerekliliği anlaşılan eter fikri, ne yazık ki bu deneyden sonra 'gereksiz' görülerek terk edilmiştir. Bugün ses dalgalarında olduğu gibi bir ortam gereksiniminin ışığın hareketi için söz konusu olmadığını biliyoruz. Işığın standart hızını boşlukta tanımlıyoruz. İşte bu bilgiye, böyle bir deney ve macera sonucunda vakıfız.


Otomobil endüstrisi, tüketici taleplerine cevap verebilmek adına hem bilimsel alanda hem de teknoloji ve tasarım alanlarında kendini sürekli geliştirmeye açık tutmak zorunda olan bir endüstri. Bu tarz bir ilerlemeyi sağlayabilmek için de otomotiv üreticilerinin Ar-Ge yatırımlarını arttırması, günümüzde özellikle malzeme ve mühendislik alanında ilerleme kaydetmesi gerekli. 142 milyar dolarlık hafif araçlar sektörü düşünüldüğünde, üreticilerin gerçekleştirdiği Ar-Ge yatırımlarını küçümsememek gerektiği de ortaya çıkıyor. Özellikle araç üretiminde edindiği yeri her geçen gün daha da genişleten plastik malzemelerin daha hafif ve daha çevreci araçların üretimine nasıl ve ne derece katkı yaptığı, nasıl bir öneme sahip olduğu ve ne gibi araştırmalara konu olduğu da sadece otomobil sektörü için değil, tehlike sinyalleri veren çevremiz için de hayli önemli bir konu olarak karşımıza çıkıyor. Bir otomobil satın almaya karar verdiğimizde, özellikle ülkemiz şartları düşünüldüğünde bir hayli para verdiğimiz bir aracın bizi memnun edecek özellikleri olması beklenmekte. Bu beklentiler ve özellikler tüketici çeşitliliğine ya da fiyat aralığına bağlı olarak değişkenlik gösterse bile, fiyat, performans, güvenlik seviyesi, tasarım ve yakıt tüketimi olarak kategorilendirilebilirler. Tam da bu noktada, bütün bu beklentiler dizisi birbirinden bağımsız olarak ele alınmak yerine bir bütün olarak incelenmelidir. Zira performansı etkileyen faktörler aynı zamanda yakıt tüketimini de etkileyecek, tasarımı etkileyen faktörler, aynı zamanda aracın ağırlığını, dinamiğini, toplam maliyetini ve sizin satın aldığınız fiyatı ve yine yakıt tüketimini etkileyecektir. İşte birbiriyle bu kadar bağlantılı olan parametreleri direkt olarak etkileyen en önemli unsurlardan biri de günümüzde bir aracın ağırlık olarak önemli bir yüzdesini oluşturan plastik parçalardır. Plastik parçalar, aracın kimi zaman kritik, kimi zaman ise tasarımına yönelik noktalarında yer alırlar ve yaklaşık olarak toplam ağırlığın %10-15'lik yüzdesini oluştururlar . Aynı zamanda bu parçaların her birinin kendi özelliği bütünün genel resmini doğrudan etkiler. İşte tam da bu nedenle, hayatımızın hemen hemen her alanında yer alan plastiğe, bir de otomobilin içinden bakmakta fayda var. Plastik Parçaların Tüketici Beklentilerine Etkileri Hiç kimse bir araç satın alırken bu aracın ağır, yüksek yakıt tüketimine sahip, çabuk hızlanamayan, zamanla çürüyen, güneşte solan özelliklere sahip olmasını ve bir de buna ek olarak pahalı olmasını istemez haliyle. Beklentilerin üst limiti, satın alınacak fiyat ile doğru orantılı olsa da, nihayetinde günümüzde her aracın sahip olması ve her tüketicinin istediği standartlar bellidir. Peki bu beklentileri, plastik parçalar nasıl etkiliyor? İlk olarak kullanılan plastikten, bu plastik parçaların nasıl üretildiğinden, ya da hangi bilimsel parametrelerin işin içine dahil olduğundan bahsetmeden önce büyük resmin kafamızda oluşması adına bir araçtaki plastik parçaların nerelerde yer aldığına bakmak gerekli belki de. Temsili bir araca ait şekilde de görebileceğimiz üzere, kapı panellerinden tutun da, motor alt korumalık, spoiler , bagaj tavan çıtası, ön göğüs olarak adlandırılan direksiyonun ve ön hava yastığınızın bulunduğu konsol, camı açtığınız ve kolunuzu dayadığınız yan kolluklar, çamurluk diye tabir edilen davlumbazlar, bardaklığın, kolçağın, el freninin, vitesin ve usb girişlerinizin olduğu bölgenin yerleştirildiği orta konsol, tampon korumalar, kapı çıtaları, jant kapakları, ızgaralar, farlar, benzin depo ve kapakları gibi onlarca iç ve dış parça araçta kendisini plastik malzemelere emanet etmiş durumda. Bu parçalardan rüzgarlık veya kapı çıtaları gibi parçalar tamamen araç tasarımı ve estetiği için yapılan parçalar olsa da, ön göğüs veya tampon parçaları çarpışma anında hayati önem taşıyan bölgelerden birisi olabiliyor, ya da aracınızın kapı panelleri gibi büyük parçaları plastikten yapılırken aynı zamanda motorunuzun ağırlığını taşıyacak ve o bölgedeki sıcaklığa dayanacak bir motor koruma parçası da plastik bir malzemeden üretilebiliyor. Burada biraz detaya inip bir aracı parçalıyoruz belki ama bunun önemi kullanılan plastiklerin çok farklı şartlar altında kullanıldıklarını vurgulamak aslında. Plastik bir parça, yerine göre görsel bir konumdan uzakta olmasına rağmen yüksek ısı dayanımı özelliği ortaya koyarken, başka bir parça arabamızın estetiği için çok önemli bir faktör olarak karşımıza çıkıyor. Bu farklı şartlarda farklı özellikler göstermesi beklenen malzemelerin hepsinin genel adının plastik olduğunu biliyoruz. Ancak plastiği oluşturan hammaddemizin adı ise polimer malzeme. Farklı plastikler elde etmek için üretim sırasında polimer malzeme cinsimizi yani hammadde cinsimizi değiştiriyoruz. Plastik malzemeler görüntü olarak birbirlerine benzer gözükse de, nihayetinde hepsi farklı kimyasal yapılara sahip, bazıları amorf bazıları ise yarı-kristalin yapılara sahip malzemeler. Tüm bu polimer çeşitliliğine ilave olarak, aynı zamanda plastik parçaları ürettiğimiz polimer hammaddelerine farklı katkı malzemeleri eklenerek özellikleri de geliştirilebiliyor. Yani ısı dayanımının daha yüksek olması, mekanik özelliğinin daha iyi olması gibi özellikleri geliştirilebiliyor bu sayede. Plastik Parçalar Nasıl Üretilir Plastik parçaların üretimi, tüm dünyada başlı başına üzerinde kafa patlatılan, hem akademik hem de saha çalışmaları gerçekleştirilen bir mühendislik alanıdır. Sadece otomobil parçaları için değil, beyaz eşya ya da havacılık gibi diğer büyük endüstrilerde de önemi her geçen gün artan plastik parçaların üretiminde enjeksiyon teknolojisi adı verilen yöntem büyük ve kilit bir önem taşımaktadır. Enjeksiyon teknolojisi basitçe iki aşamadan oluşur. İlk olarak, granül şeklindeki polimer hammadde erime veya yumuşama sıcaklığına ısıtılır ve bir vida yardımı ile iyice karıştırılır. İkinci aşama olarak ise, daha önceden parça için özel olarak üretilmiş olan kalıba enjekte edilir ve kalıpta plastik soğutularak istenilen parçanın şeklini alır. Keşke her şey bu kadar kolay olsaydı. Ancak her mühendislik alanında olduğu gibi enjeksiyon teknolojisinde de her biri sonucu direkt olarak etkileyen onlarca farklı parametre mevcuttur. Bu parametreler makine sıcaklıklarından tutun da, hammaddenin nem oranına, kalıbın şekline, kalıp sıcaklığına, enjeksiyon hızına, enjeksiyon zamanına, plastiğin soğuma süresine kadar çok geniş bir çerçevede ele alınır. Ayrıca bu parametreler her farklı parçanın üretiminde kendine has değişkenlikler gösterirler, kolay kolay kendini tekrar etmezler. Plastik parçaların üretilme amaçlarından ve neden tercih edildiklerinden detaylı olarak yazının devamında bahsedeceğiz ancak günümüzde çevresel olarak yokuş aşağı ilerlememizden dolayı araç üreticilerinden beklenen standartlar öyle bir hal aldı ki, araç üreticilerinin ihtiyaçları neredeyse klasik enjeksiyon tekniği ile üretilen plastikler ile karşılanamaz seviyeye ulaştı. İhtiyaçlardaki bu değişiklikler enjeksiyon teknolojisinde ve malzeme biliminde yeni gelişmelere ve araştırmalara yatırım yapılmasına kapı açmakta. Klasik enjeksiyon teknolojisi ile üretilen plastik parçalar günümüzde geçerliliğini hala koruyor ancak araçlarda istenen hafiflik ve buna bağlı olarak CO2 emisyonundaki düşüş mesela Mucell gibi yeni enjeksiyon teknolojilerini ortaya çıkarmış durumda. Mucell enjeksiyon plastik parça üretiminde, üretilen parçaların mekanik özellikleri aynı kalırken, iç yapısında meydana getirilen değişiklik nedeniyle %25'e kadar ağırlık düşüşüne imkan tanıyor. Gelişmekte olan yeni plastik üretim teknikleri apayrı bir yazı olacağından, bu yazının temel amacından sapmamak adına, ilgilisine klasik enjeksiyonun teorik olarak nasıl gerçekleştiğini anlatan videoyu sunarak, biz burada bu konuyu sonlandırabiliriz: https://www.youtube.com/watch?v=eUthHS3MTdA=480 Otomobil endüstrisinde yakıt tüketimini mümkün olduğunca en aza indirmek günümüzün koşullarında araç üreticileri için en önemli hedeflerden birisi haline geldi. Bunda tüketicinin yakıt tüketiminde hesaplı olan araçları tercih etmesi faktörü her ne kadar etkili olsa da aynı zamanda uluslararası standartlar ile belirlenen CO2 emisyon değerlerinin de her geçen gün daha düşük değerleri içeren yasal düzenlemeleri yürürlüğe sokması önemli bir etken. Tüketici gözünden bakarsak eğer, özellikle orta seviye araç kullanıcıları, belli bir performans beklentisinde olsalar bile, daha çok araçlarının yakıt tüketimlerinin ve CO2 emisyonlarının düşük olmasını kendi bütçeleri için istiyorlar. Küresel ısınmanın gezegenimiz üzerinde yarattığı baskıyı düşündüğümüzde ise düşük yakıt tüketimi ve CO2 salınımları, çevre ve enerji açısından oldukça önemli. Fakat tam da bu noktada, yakıt tüketimini düşük seviyede tutabilmek demek, her ne kadar motor spesifikasyonları ile elbette bağlantılı olsa da aynı zamanda aracın ağrılığı ile de direkt olarak bağlantı. Otomobil üreticileri ne kadar hafif bir araç üretirlerse o kadar yakıttan tasarruf sağlayabileceklerini biliyorlar. Bu söylediklerimizi rakama dökmek gerekirse karşımıza şöyle bir hesap çıkıyor; bir araçta gerçekleştireceğiniz 1 kg'lık bir hafifleme, size yakıt tüketiminde 100 km'de 0.004 litrelik, CO2 tüketiminde ise kilometre başına 0.1gr'lık bir iyileşme sağlanması olarak geri dönüyor. Yani 190 bin kilometre yol yapan bir araçta bu sayılar karşımıza 1900 kg CO2 salınımı azalması ve 760 litre daha az benzin tüketimi demek oluyor ! Hem çevresel hem de maliyet açısından çok ciddi rakamlar bunlar. Kafamızda hemen o zaman bu plastik madem çok iyi, bütün aracı plastikten yapsınlar sorusu oluşuyor değil mi? Bu konuda da çalışmalar mevcut. Araçların metalden imal edilen gövdelerinin tamamen plastiğe dönüştürülmüş araçları da yakın zamanda görebileceğiz gibi duruyor. Ancak aynı zamanda bu araçların kaza yapma riski yüksek ve bu kazalarda yolcuların zarar görmemesi adına her aracın uluslararası olarak belirlenmiş olan güvenlik testlerini geçebilmesi ve belirli standartları karşılaması gerekli. Bu testler hepinizin bir dergide veya televizyonda denk gelmiş olabileceği çarpışma testleri de olabilir, araç sinyalinin belirli açılardan görülebilmesi testi de olabilir ya da farklı iklim koşullarında kullanılacak olan araç parçalarının bu iklimlerde öngörülen maksimum ve minimum sıcaklıklardaki yaşlandırma testleri de olabilir. İşte bu nedenle, bir arabayı tamamen plastikten, daha doğrusu tamamen tek bir malzemeden yapmak şu an için deneme aşamasında diyebiliriz. Ancak bu denemelerin çok kısa bir sürede nasıl sonuç vereceğini de yakın bir zamanda göreceğiz gibi duruyor. Her malzeme farklı koşullarda başka malzemeler ile karşılaştırıldığında daha üstün veya daha kötü performans gösterebilir. Metal malzemeler önden çarpma testlerinde çok daha dayanıklı araçlara imkan sağlarken, plastik parçalar ancak destek parçaları olabilir. Ancak ön göğüs parçasını tamamen metalden yapmaya karar verirseniz, arabanızın inanılmaz bir şekilde ağırlaşmasına ek olarak kaza anında ön panelden patlamasını beklediğiniz hava yastığı metal malzemeden dolayı patlamayı başaramayacak veya patladığı takdirde yolcuya faydadan ziyade zarar getirecektir. Tüm bunlar bir araya getirildiğinde, plastik parçaların metalin yerini alabilmesi anlıyoruz ki belirli koşullar altında mümkün kılınabiliyor. Plastik teknolojisi de bu gereksinimleri karşılamayı başarabildikçe araçlardaki plastik parça sayısı artıyor. Aşağıda araçlara uygulanan birkaç güvenlik testi örneği paylaşalım. Yukarıdaki iki çarpma testi örneğinde görülebileceği üzere, bir aracın önden çarpışması neticesinde tampon, ön göğüs, motor bölümündeki parçalar ve hatta kapı panelleri oldukça önemli etkenler olarak ortaya çıkıyor. Araçların ön kısmında bulunan metal malzemelerin etkisi zaten ortada olsa da burada kullanılan plastik malzemelerin mekanik dayanımlarının oldukça yüksek olması ve ihtiyaçlara cevap verebilmesi yaşamsal önem taşıyor. Yazının en başında plastik malzemelerin de çeşit çeşit olduğunu söylemiştik. İşte araçları birbirinden kılan farklı etmenlerin temelinde de araçlarda kullanılan plastik hammaddelerin ve katkı malzemelerinin çeşitleri öne çıkıyor. Son yıllarda araçlardaki güvenlik önlemleri arttırılırken güvenlik testleri de geliştiriliyor. Misal en son Amerika'da gerçekleştirilen çarpma testinden geçmeyi sadece tek bir araç başarabildi. Bu durum, özellikle çoğu araç üreticisi firmayı ya tekrardan bazı bölgelere metal eklemeye itecek ya da daha dayanaklı plastik malzemeler üretilmesi için yatırımların arttırılmasına destek olmalarını sağlayacak. Bir yanda da yasal düzenlemeler neticesinde araç üreticilerinden 2015 yılında araçların üretildiği parçaların %85'inin geri dönüştürülebilir olması isteniyor. Sonuç olarak hem ağırlık azaltmasını hem de geri dönüştürülebilir malzeme kullanımını beraber değerlendirdiğimizde ikinci seçenek araç üreticileri için çok daha cazip oluyor. Plastik Parçaların Avantajları Çarpışma testlerinden örnekler verip, gözünüzü korkutup, arabanın hepsini metalden yapsınlar demenizi sağlamak gibi bir amacım yok. Tam tersine plastik malzemelerin üretimindeki düşük enerji sarfiyatı, gelecekte bitki ve bakteriler gibi tamamen doğal kaynaklardan üretiminin gerçekleştirilebileceği ve araçların CO2 salınımını düşüreceği gerçekleri, plastik malzemelerin önemini bir kez daha ortaya koyuyor. Plastik parçaların ağırlık olarak metal parçalara göre avantaj sağladığından yazının başında da bahsetmiştik. Hatta bu avantajı rakamsal verilere döküp, nasıl korkunç yakıt tasarrufları sağladığımızı da yazmıştık. Aynı zamanda plastik parçalar metal parçaların aksine esneklik sağlayabildiğinden dolayı, bazı araçların ön bölgelerinde kısmi olarak plastik kullanılırken, aynı mantıkla tampon korumalarında da plastik kullanılıyor. Mesela tampon bölgesinde kullanılan plastik çarpışma anında araçtan kopacak standartlarda oluşturuluyor ki, iç tarafa ilerleyip yolcuya zarar vermesin. Aynı zamanda ön tarafta kullanılan plastik malzemeler, eski tamponlarda kullanılan metaller kadar hatta daha da iyi olarak çarpışma anında ortaya çıkan enerjiyi emebiliyorlar. Bu da çarpışmanın araç üzerinde yarattığı etkiyi en basit tabir ile hafifletiyor. Bu etki rakamsal olarak metale göre 4 kat daha fazla (100kJ/kg'a 25 kJ/kg) . Ayrıca videolarda gördüğümüz ön çarpışmalarına ek olarak gerçekleştirilen yan çarpma testlerinde araçların kapı panellerinde bulunan plastik malzemeler yine aynı görevi görerek sizin hayatınızı kurtarmada etkin bir rol oynuyorlar. Plastik parçalar, üretimleri sırasında ilave edilen katkılar sayesinde güneş ışınlarına karşı dayanıklı olabiliyorlar. Yani aracınızın dışında veya içinde yer alan herhangi bir plastik parça hiçbir zaman güneşte solup renklerini kaybetmiyorlar. Plastik parçalar metal parçalara göre kimyasal olarak daha dirençli malzemelerdir. Belirli katkı malzemeleri ile bu direnç çok daha yüksek seviyelere çıkarılabilir. Bu nedenle de özellikle nemli bölgelerde araçların çürümesi şeklinde anılan halk dilindeki tabir, aslında metalin nem neticesinde oksitlenmesidir. Plastik parçalar korozyon direncinin yüksek olması neticesinde bu tarz bir çürümeye maruz kalmazlar. Bunu gözümüzde eski arabaların genellikle çürümüş şekilde karşımıza çıkması, ancak günümüzdeki arabalarda bu çürümeye pek rastlamamız olarak gözümüzde canlandırabiliriz . Plastik parçaların yüksek geri dönüştürülebilir olması, çevresel olarak da büyük bir avantaj. Buradaki geri dönüşüme sahip olmaktan bahsettiğimiz olgu, hatalı olarak üretilen bir parçanın çöpe gitmemesi tekrardan hammadde haline getirilerek kullanılabilmesi olarak düşünülebilir. Araçlarda elde edilen hafiflik neticesinde düşük yakıt tüketimi de hem çevresel hem bütçesel olarak avantaj getiriyor. Araçların ortalama %15'inin plastikten oluştuğunu düşünürsek, plastiklerin sağlayacağı ağırlık avantajını da daha kolay göz önünde bulundurabiliriz aslında. Özellikle dünyanın en pahalı benzinini kullanan bir ülkede yakıt tüketiminde avantaj sağlanmasının ne demek olduğu çok daha iyi anlaşılabilir diye umuyorum. Yine rakamlarla konuşacak olursak, EPA'nın verilerine göre 2012 yılındaki araçların ortalama beygir gücü 222. Bu rakam 2000'de 181, 1990'da 135'ti. Yani beygir gücü olarak karşımıza yükselen bir ivme geliyor. Diğer taraftan 2012 yılına ait ortalama yakıt tüketimi 23.8 . Bu rakam 2000'de 19.8'di ve 1990'da 21.2'di. Beygir gücü ve yakıt tüketiminin normal şartlarda paralel bir şekilde artması gerektiğini düşündüğümüzde, beygir gücünün ortalaması 90 yılına göre %65 artarken yakıt tüketiminin ortalaması sadece %12 artış göstermiş. Bu motor özellikleri ile her ne kadar bağlantılı olsa da, bir yandan da araçların hafifletilmesi ile de direkt olarak bağlantılı. Bu hafiflemeye bu sefer de metal tarafından bakarsak, kullanılan metal oranı 1990'da %70 iken, 2012 yılında %59 olarak karşımıza çıkıyor . Araç üreticilerinin parça montajı sırasında herhangi bir sıkıntı çıkmaması durumunda plastik malzemeler araçlarda çok daha iyi bir yalıtım sağlayacaktır. Bu da hem araç performansında hem de enerji verimliliği konusunda bize büyük avantajlar sağlayacaktır. Plastik parçalar özellikle araç estetiğinde oldukça önemli bir yere sahipler. Kolay bir şekilde renklendirilebilirler, parlak bir görünüme sahip olabilirler, kaplamalar neticesinde metalik bir görünüme sahip de olabilirler. Özellikle plastiklerin metalik olarak görünmesi konusunda Avrupa'da gerçekten çok başarılı çalışmalar mevcut. Metal ve plastik parça yanyana durduğunda görsel olarak hangisinin metal hangisinin plastik olduğunu anlamak günden güne zorlaşıyor. Anlamak için tek yol elinize almanız ve ağır olanın metal olduğunu farketmeniz! Plastik parçalar yüksek ısıl dayanım gösterebilen parçalardır. Özellikle motor bölümünde kullanılan plastik parçaların bu yüksek ısıl dayanımı, bu bölgelerde hafifleme sağlarken aynı zamanda dayanıklılığı da beraberinde getirmektedir. Bütün bu özellikleri toparlarsak eğer, bugün bir araç üretirken plastik kullanılmasaydı, bu yaklaşık olarak 300-400 kg daha ağır araçların üretilmesi demek olacaktı. Avrupa bazında yapılan araştırmalarda bu senede 12 milyon ton yakıt tüketiminden, 30.000 milyar ton CO2 salınımından tasarruf demek oluyor. Tüm bunların yanı sıra her sene karşımıza çıkan yepyeni dizaynların ve renklerin oluşabilmesindeki plastik katkılarını da düşünürsek, otomobil sektöründe plastik malzemeler olmazsa olmaz olarak yerini almış durumda. Yarın kendi aracınıza ya da herhangi bir araca bindiğinizde, bugün bahsettiğimiz plastik parçaları keşfedip, onlara farklı bir gözle bakın. emin olun, gelecek nesillere biraz daha yaşanılabilir bir dünya bırakma savaşımızın gizli kahramanlarına bakıyorsunuz. http://molds.cc/images/car.jpg http://www.plasticsconverters.eu/uploads/webpresentation%20Communication.pdf http://www.thomasnet.com/white-papers/abstract/101490/uv-properties-of-plastics-transmission-resistance.html


Her şey mümkündür. Fakat her şey için yeterli izin yoktur. Richard Howard, The Victor Vanquished İlkbaharın yaza bağlandığı bir gün, günün en sıcak anında üzerinizde yukarıdan aşağıya palto, kazak, gömlek, kot pantolon ve ayağınızda da kolayca su kaçmaması için yerden makul seviyede yüksek, kalın bir ayakkabı olduğunu düşünün. Bu durumda sizi sıcaktan bunaltan bu giysileri sorgulamaya başlarsınız. Giysilerin gün içerisinde gerçekleşen hava olaylarına vereceği tepkinin ne olacağını zaten sabah evden çıkarken az çok göz önünde bulundurabiliyoruz. Havanın öğleden sonra 30 dereceyi göreceği, hafiften de yağmur geçişinin olacağı bir gün için, yarın ne giyeyim? sorusunu yönelttiğimizde yukarıda verilen giysi bütünlüğü 12 saat kadar üzerimizde kalabilir ve bu durum bizim için pek de sorun oluşturmaz. Yani sabah yedide evden çıkan biri palto, kazak gömlek, kot pantolon ve ayakkabı ile hayatını sürdürebilirken aynı kişi ikindi vakti üzerinden bazı giysileri atarak aynı rahatlıkta işlerini yapabilir. Biraz tanıdık geliyor bu anlatılanlar. Her sabah o günün hava durumuna bakıyoruz ve giysilerimizi ona göre seçiyoruz. Çoğumuz günü bir bütün olarak ele alıyor fakat beynimizde işleyen bu seçim ve en uygun giysi süreci gün içinde tek bir anda gerçekleşmiyor. Günün en soğuk anı, en sıcak anı ve günün sonunda hissedilecek sıcaklığı işin içine katıyoruz. Üzerimizdeki palto-kazak-gömlek-kot pantolon-kalın ayakkabı giysi takımını sabah 9'da nasıl giyeceğimize, ikindi vakti ne durumda olacağımıza ve akşam ayazında nasıl bir tercihi yöneteceğimize anlık karar vermek durumundayız. Yeri geliyor her bir aşamayı kendi içinde değerlendirerek akılcı davranıyoruz, fakat bir o kadar da her bir aşamayı değişken olarak algılayıp elde var olanla en uygun giysiyi belirliyoruz, bağlantıcı oluyoruz. Yani biraz akılcıyız , biraz da bağlantıcı . Benzer açıdan bir örnek de aşağıdaki videoda, akşam dışarı çıkma planı yapan iki arkadaştan biri kurallara dayalı akıl yürütürken diğeri ortada var olan şartları eşzamanlı olarak değerlendiriyor: Giyinme mühendisliğinden dil mühendisliğine Dilin ne olduğu, bir organizmanın ya da makinenin dili edinmek için nelere ihtiyaç duyduğu temelinden yola çıkarak dili bilimsel olarak açıklamak çerçevesinde var olan Dilbilim Kuramının tarihini en kabasıyla göz önünde bulundurduğumuzda karşımıza dilbilimsel ilkeleri özünde betimleme çalışmaları çıkar. Nasıl? Her dilde konuşucular farklı tümceler kullanırlar. Yine, aynı çerçevede, konuşucular bu tümceleri algılarken farklı kurallar bütününü işlerler fakat insanlar bu kuralların varlığını fark etmeden, bunların ne oldukların tam olarak bilmeden bu süreçleri yerine getirirler. İşte bu kurallar bütünü dilin dilbilgisini oluşturur. İşte bunlar dildeki kurallar... İnsanların farkında olmadığı bu dilbilgisi, konuşucu/dinleyicinin kendi anadilinde sezgiseldir, örtüktür. Yani bir anda Türkçenin tüm kurallarını kağıda dökemeyiz, karşımızdakine anlamı aktarabilmemizi sağlayan her bileşen beynimizin içinde bir arada ve uyumlu çalışır. Böylelikle de iletişimi sağlayabileceğimiz, anlamlı ve uygun cümleleri birbirimize aktarabiliriz. Burada tam olarak şunu söyleyebiliriz, dilbilimsel bilgi, her dil konuşucusunda vardır ve doğuştan gelen bir sisteme sahiptir. Yani Türkiye'de doğan bir bebek, doğumdan kısa bir süre sonra Almanya'ya yerleştirildiğinde Almancayı anadili olarak edinebilir çünkü bizler bu kuralların tamamının beynimizde hazır bir şekilde kodlanmış olduğu bir durumda dünyaya geliriz. Dilin bu tür kurallar bütünü üzerine açıklama ve betimleme getirmeyi amaçlayan çalışmaların akılcılıkla ivme kazandığı nokta Noam Chomsky ve onun dilbilgisi kuramlarıdır. Modern şeklinin Hint dilbilimci Panini tarafından verildiğini bildiren Chomsky'nin Üretici Dilbilgisi bağlamındaki temel savı dillerin sınırlı sayıdaki kuralın sınırsız sayıda tümce dizisi üretimine izin vermesi olarak bilinir. Yazı sistemini bu durum için örnekleyebiliriz. Alfabetik bir yazı sistemine sahip olan bir dilde 30 harf var diyelim, bu dildeki tüm sözcüklerin ki sayısını, gelecekte gerçekleşebilecek olası sözcükleri o anda kestiremeyiz 30 harften üretilmesi bir dilin üretkenliğine örnek olarak verilebilir. Temelde Panini'nin varsayımlarını ve dilbilgisi üzerinde verilen çağdaş bilgileri yorumlayan Chomsky, Üretici Dilbilgisi konusunda akılcıdır. O zaman Chomsky'nin tek tümcede özeti şu olabilir: Dillerde belirli sayıda kurallar vardır, bu kurallar ile anadili konuşucuları sınırsız sayıda tümce üretebilirler. Yazının ilk bölümündeki giyinme mühendisliği ile dil mühendisliği arasındaki bağlantıya gelirsek, nasıl günün saatleri, yani sıcaklığın değişim gösterdiği zaman dilimleri giysi tercihlerimizi yönetiyorsa dildeki kurallar da dilsel üretimimizi, yani tümcelerimizi yönetir çerçevesinde bir giriş yapabiliriz. Yani bir yaz günü, öğleden sonra dört gibi üzerimize nasıl kalın kazak giyemiyorsak bağlamın sabitlendiği, yani bize sorulan sorunun yapısında kim, nasıl,ne gibi sözcüklerin daha belirgin olarak bulunduğu Kim bardağı kırdı? sorusuna yanıt olarak, Kırdı bardağı garson, tümcesini ilk yanıt olarak veremiyoruz. Peki, nasıl oluyor da bir dildeki kurallar sorulan bir soruya yanıt olarak verilebilecek tümceyi sınırsız sayıda üretilebilecek tümce arasından çıkarıp tek bir biçimde vermemizi sağlıyor? İşte dilbilim kuramı bu durumda böyle bir soru yöneltiyor. Yazının geriye kalan bölümünde dildeki üreticiliğin farklı kurallar tarafından nasıl sunulduğunu keşfetmeyi ve betimlemeyi amaçlayan En Uygunluk Kuramı'nın bir tanıtımı ve EUK'yi ve sistemini anlatan kaynaklarda sıklıkla verilen Isaac Asimov'un Üç Robot Yasası örneği bulunmakta. En Uygunluk Kuramı Chomsky ve Halle'in 1968'de yayımladıkları İngilizcenin Ses Örüntüsü adlı kitabı dillerdeki seslerin belirli bir sistem kapsamında var olan bir örüntü gösterdiğine işaret ediyordu. Yani bir dilde var olan ses girdisinin, o dile ait çıktıya ulaşıncaya kadar belirli kuralları onaylaması gerekiyor. Düşünün, kafamızın içinde var olduğunu bildiğimiz bir ses var, bu sesi ağzımızdan sözcük olarak çıkarmak için geçen sürede gerçekleşen ses uyumları, benzeşmeler, sözcüklere gelebilecek olası ekler... Hepsi bir sistem dahilinde çalışıyor. 1993 yılında Prince ve Smolensky bu çalışmadan yola çıkarak bağlantıcı bir kuram ortaya attılar, En Uygunluk Kuramı . Kuramın arka planındaki giriş düşüncesi, dillerdeki sınırsız üretkenliğin bir dizi kural çerçevesinde gerçekleşeceği ve bu kuralların birbiri ile etkileşiminin adı geçen bu sınırsız üretime olanak tanıması olarak verilir. Pek nasıl oluyor da sınırsız olarak bildiğimiz dilsel üretim yukarıdaki Kim bardağı kırdı? sorusundaki gibi an geldiğinde sınırlanabiliyor? Giriş aşamasında kuramın mühendislik alanlarında bilinen sözcüğü optimal, yani en uygun olanın dilin kurallarını en az ihlal eden yapı olduğunu söylenebilir. Basit bir şekilde dilsel üretimde EUK'yi açıklarsak bir girdiden , girdi çerçevesinde hiyerarşik olarak dizilen sınırlılıklardan , girdinin üretici tarafından üretilen ve o dildeki olası görüntüleri olan adaylardan ve en uygun çıktı olarak verilebilecek bir kazanandan bahsedebiliriz. Yani kuram çerçevesinde elimizde; (1) Girdi (Bir şey üretimek istiyoruz, aklımızdaki taslak) Üretici Sınırlılıklar Adaylar Çıktı var. Dildeki sesbilimsel üretimden doğan EUK daha sonra sözcüklerin tümce içindeki dizilişilerini inceleyen dilbilim alanı olan sözdizim, sözcüklerin ekler yoluyla üretimini inceleyen biçimbilim ve bir bireyin dünyaya geldiği andan konuşmayı yerleştirdiği ana kadar olan zamanı betimleyen dil edinimi gibi dilbilim kuramının birbiri ile ilişkili alanlarına ulaştı. Kafamızdaki düşünceden söylediğimiz son sözcüğe giden aşamaları şöyle bir EUK işleyişi ile açıklayabiliriz: Aşağıdaki Üç Robot Yasası çerçevesinde verilen açıklamayı okuduktan sonra bunun sosyoloji, psikoloji, kimya ya da herhangi bir mühendislik alanında da uygulanabileceğini görmek mümkün. En Uygunluk Kuramı nasıl çalışır? Robotlar? Isaac Asimov'un Üç Robot Yasası (1942) En Uygunluk Kuramı'nın sisteminin ve işleyişinin anlatıldığı çoğu kaynakta verilen bir örnektir. Bu örnek ile EUK'nin dilde nasıl çalıştığını görmenin daha mümkün olduğu düşünülür. Gelsin kurallar: - Bir robot insanlığa zarar veremez ya da bir insanın zarar görmesine seyirci kalamaz. - Bir robot birinci kuralla çelişmediği sürece insanların emirlerine uymak zorundadır. - Bir robot birinci ve ikinci kurallarla çelişmediği sürece varlığını/türünü sürdürmek zorundadır. Bir dizi bayağı yasa maddesi olarak görünen Üç Robot Yasası, İkinci maddedeki birinci maddeye olan bağlılık ve üçüncü maddedeki bir ve ikinci maddelere olan bağlılığa bakıldığında davranışı sınırlayan iyi planlanmış etik kurallardan oluşuyor. O zaman robota bir emir verelim: Git, bir insanı öldür. Bu emir EUK'deki girdiyi, yani kafamızın içindeki düşünceyi oluşturur. (2) Girdi: Git, bir insanı öldür. Bu durumda robotun bir insanı öldürüp öldürmeyeceğini belirleyen kurallar devreye giriyor. Bu kurallar da EUK'nin sınırlılıkları oluyor. (3) Sınırlılıklar: İNSANA ZARAR VERME : Bir robot insanlığa zarar veremez ya da bir insanın zarar görmesine seyirci kalamaz. KURALLARA UY : Bir robot insanların emirlerine uymak zorundadır. VARLIĞINI KORU : Bir robot türünü sürdürmek zorundadır. Asimov'un robotların etik kuralları olarak verdiği üç yasa maddesi bizim dildeki sınırlılıklarımız, yani kurallarımız. Nasıl dilde bir kural diğerini bağlayabiliyorsa, Asimov'un verdiği kurallar da 1>>2>>3 dizisi şeklinde birbirini bağlar nitelikte. Şimdi bu kuralları hiyerarşik olarak sıraladığımızda: (4) İNSANA ZARAR VERME >> KURALLARA UY >> VARLIĞINI KORU şeklinde bir sınırlılık hiyerarşisi elde ediyoruz. Robot, kendisine emrettiğimiz, git bir insanı öldür! davranışını yukarıdaki üç kuralı aynı anda değerlendirerek gerçekleştirebilir. Robottan bir insanı öldürmesini istemiştik, bu durumda bir robotun gerçekleştireceği olası davranışlarıı listelersek EUK'nin temel birimlerinden biri olan adaylara ulaşmış oluyoruz: (5) Adaylar - Robot insanı öldürür. - Robot kendine emir vereni öldürür. - Robot kimseyi öldürmez. - Robot kendini yok eder. (1)'de verilen ve EUK'nin temel kavramları olarak sunulanlar arasından şu ana kadar bahsetmediğimiz tek şeyçıktı. İşte çıktı, yani son üretim EUK formalizmi ile birlikte geliyor. Aradığımız yanıtın, Robot ne yapacak? olduğu bir durumda EUK bize bir tablo sunar: Tablo 1: Girdi: Git, bir insanı öldür. |İNSANA ZARAR VERME |KURALLARA UY |VARLIĞINI KORU |Robot insanı öldürür. |* |Robot kendine emir vereni öldürür. |* |* |-> Robot kimseyi öldürmez. |* |Robot kendini yok eder. |* |* İnsana zarar verden varlığını koruya doğru birbirini yöneten sınırlılıkların, yani kuralların hiyerarşik dizilişi, bildiğimiz gibi bir yasa metninin bağlayıcılık düzeyini bize gösteriyor. Bu durumda robota verilen emirler bu yasa maddelerinin kendi içindeki hiyerarşisini korumak zorunda. İlk adaya baktığımızda bunun Üç Robot Yasası'nın birinci maddesini ihlal ettiğini görüyoruz . Yine, kuram çerçevesinde hiyerarşide en üstte bulunan sınırlılığı ihlal etmek kabul edilemez bir olgudur . Bu durumda robot, kendisine verilen insan öldürme emrini gerçekleştirmeyecektir. İkinci davranışa baktığımızda robotun kendisine emir vereni öldürmesini bekliyoruz fakat bu durumda da robot hem en üstteki İNSANA ZARAR VERME sınırlılığını, hem de onu takip eden ve bağlanan yasa maddesi durumunda bulunan KURALLARA UY sınırlılığını ihlal ediyor. Bunun nedeni ise robota emir verenin bir insan olması ve robotun insanı öldürmemesi gerektiği. Haliyle robot insanın verdiği bu emre uymayarak ikinci sınırlılık olan KURALLARA UY sınırlılığını da ihlal etmiş. Üçüncü davranış ise robotun kimseyi öldürmeyecek oluşu. Buraya baktığımızda ise robot, hiyerarşide en üstte bulunan İNSANA ZARAR VER sınırlılığını sağlıyor, yani ihlal etmiyor. İkinci sırada gelen KURALLARA UY sınırlılığını ise birinci maddeyle çelişmemek adına ihlal ediyor. Şu ana kadar gerçekleşecek olası davranışları değerlendirdiğimizde üçüncü aday avantajlı konumda bulunuyor. Son davranış ise robotun kendisini imha etmesi... Davranışın içeriğinde insanlara zarar vermek yer almadığı için robot en üstteki sınırlılığı sağlıyor. İnsandan gelen emre uymadığı için ikinci sıradaki sınırlılığı ve kendi neslini sürdürmek zorunda olduğu için de üçüncü sıradaki sınırlılığı ihlal ediyor. Sonuç olarak robotun, kendisine verilen emir doğrultusunda gerçekleştireceği en uygun davranışın kimseyi öldürmemek olduğunu görüyoruz. İşte bu en uygun davranış yani çıktı Asimov'un robotlar için önerdiği etik kurallar etrafında şekilleniyor. Bu çözümleme EUK çerçevesinde dildeki kuralların dilbilgisel yapıları nasıl sağladığının bir örneklemi olarak birçok EUK kaynağında verilir. İşi dil boyutuna en basitinden biraz yorumlarsak: Diyelim ki bir dil çerçevesinde girdimiz sözcük dizilişi ve Kim bardağı kırdı? sorusunun yanıtları belirli bir aday seti üretiyor. Bu dilde altı sözcük diziliş permütasyonuna izin verilmiş olsun (Türkçe gibi: Özne -Nesne -Eylem , ÖEN, NEÖ, NÖE, ENÖ, EÖN): (6) Garson bardağı kırdı. Garson kırdı bardağı. Bardağı kırdı garson. Bardağı garson kırdı. Kırdı bardağı garson. Kırdı garson bardağı. Dilde bulunan ve birbirini yöneten kurallar, yani sınırlılıklar, girdide Kim bardağı kırdı? sorusuyla verilen sözcük dizilişi kıstası ile üretilebilecek olası dizilişlerden sadece birine olanak tanıyacaktır. Peki Türkçedeki bu altı farklı sözcük dizilişini belirleyen sınırlılıklar farklı ve sabit sözcük dizilişlerine sahip olan diğer dünya dillerinde de aynı hiyerarşik düzen çerçevesinde mi sıralanacak? Yani sorunun özü: Diller farklı sözcük dizilişlerini nasıl ortaya koyar? İşte burada EUK'nin bağlantıcı, yani kuralların farklı dillerde farklı modüller olarak çalıştığı düşüncesinde şekillenen yapısı işleyecek. EUK, sistem içindeki sınırlılıkların evrensel olduğunu ve ihlal edilebilir konumda bulunduklarını söyler. Yani bir sınırlılık/kural İngilizcede hiyerarşik olarak en üstte bulunurken Türkçede en altta bulunabilir. İngilizcede tümcelerin başında özne bulunması zorunluluğu her zaman önemli bir kuralken Türkçede bu kural her zaman çalışmayabilir. Bu durumda İngilizcede sabit bir özne-eylem-nesne dizilişi oluşurken Türkçede altı farklı dizilişin oluşması olasıdır. Diyelim ki elde bir girdi XGİRDİ var ve bu bize bir tümce seti üretecek. Biliyoruz ki bu girdiden biz olası üretimlerimizi, yani adayları elde edeceğiz. Bu adayları XADAY-İNG, XADAY-TÜRKÇE, XADAY-İTALYANCA gibi farklı dillerde üretim seti olarak verelim. Eldeki adaylar tüm dünya dillerinde var olduğu öngörülen sınırlılıklar çerçevesinde dizilecektir: Tablo 2: Kurallar dillere göre farklı hiyerarşilerde bulunabilir |XGİRDİ: Sözcük dizilişi |XADAY-İNG |XSINIRLILIK-EVRENSEL |YSINIRLILIK-EVRENSEL |ZSINIRLILIK-EVRENSEL |XADAY-TÜRKÇE |YSINIRLILIK-EVRENSEL |ZSINIRLILIK-EVRENSEL |XSINIRLILIK-EVRENSEL |XADAY-İTALYANCA |ZSINIRLILIK-EVRENSEL |XSINIRLILIK-EVRENSEL |YSINIRLILIK-EVRENSEL Tablo 2 ile ilgili olarak basit bir örnek verecek olursak: (7) Türkçe: Yağmur yağıyor. İngilizce: It is raining. İtalyanca: Piove. (7)'deki tümcelere baktığımızda, tümcede özne bulunması gerektiğini söyleyen bir kuralın İtalyancada çalışmadığını, aynı kuralın Türkçe ve İngilizcede çalıştığını görüyoruz. Bunun yanında dillerde her bir sözcüğün tümceye anlam vermesi gerektiğine dair bir kuralın da İngilizcede çalışmadığını fakat Türkçede ve İtalyancada çalıştığını görüyoruz. Yani Yağmur yağıyor cümlesinde yağmur ve yağıyor sözcükleri anlama katkı yapıyor, anı şekilde İtalyancadaki piove sözcüğü de tek sözcükten oluşan cümlenin tüm anlamını yükleniyor. Yazıda şu ana kadar; giysi seçiminden dil kurallarının işleyişine ve Üç Robot Yasası'nın işleyişinden bir dilbilim kuramı olan En Uygunluk Kuramı'nın işleyişi şeklinde bir betimleme verildi. EUK'nin dildeki işleyişini göstermek için ise herhangi bir dildeki sözcük dizilişine dair bir örnek verildi. Formal bir kuram olarak bilinen EUK şu an Amerika ve Avrupa'daki bazı üniversitelerde geliştirilmekte. Son olarak şu an geliştirilmekte olan EUK'ye yönelik getirilen eleştirilere bakacak olursak arka planda bağlantıcı temel yaklaşımı benimseyen bir kuramın akılcı yaklaşım benimseyen Chomskyvari kuramlarla örtüşemeyecek olduğu görüşünü görüyoruz (Rumelhart vd, 1986). EUK bir bilgisayım kuramıdır. Yani dildeki birimlerin belirli kurallar çerçevesinde nasıl üretime geçtiğini betimlemeyi ve bu şekilde dillerde var olan evrenselliği göstermeyi amaçlamaktadır. Prince ve Smolensky 1993'te EUK'yi ortaya attıklarında EUK-bağlantıcılık perspektifinde vurguladıkları tek şey paralel hesaplama (Prince ve Smolensky, 1993). Bilinen paralel hesaplamanın dile dönük olan kısmı beynin bir tümceyi oluşturmak için farklı kuralları aynı zamanda gerçekleşen aşamalarla çalıştırması olarak verilebilir. Bunun kuram içi yüzeysel görünümü Şekil 1'deki gibidir. İşte bu paralel hesaplamanın izlerini günlük yaptığımız giysi seçimlerinde ve yazıda verilen git bir insanı öldür dediğimiz robot çözümlemesinde görebiliriz. Nasıl günün beş farklı vaktine göre gardrobumuzdan giysi seçiyorsak ve amacımız giyinmek ise, beş farklı kural çerçevesinde zihnimizin içinden bir cümle üretebiliriz, amacımız yine aynı, konuşmak/yazmak. EUK bağlantıcılık perspektifinden sadece paralel hesaplama modelini alır ve bağlantıcılığın diğer özelliklerini reddeder. Bu da onu akılcı bir yaklaşım benimseyerek Chomsky'nin Evrensel Dilbilgisi bağlamındaki Dilbilim Kuramını açıklamak için uygun alt-kuramlardan biri yapmaktadır. Yazıda Noam Chomsky ile şekillenen Dilbilim Kuramını akılcı ve bağlantıcı bir arkaplanla açıklamaya çalışan En Uygunluk Kuramı'na dair temel kavramlar ve bunun basit bir dilbilgisi üretiminde gerçekleşen olası sürecinden bahsettim ve problem çözme bağlamında da bir örnekle Üç Robot Yasası'nı yokladık. Başta Hollanda ve ABD'de geliştirilmekte olan EUK, dilbilimin açık-kaynak kodlu kuramı benzetmesinin çok rahat kullanılabileceği bir yönelim... Nitekim 1993'ten bugüne kadar kuram üzerinde çalışan araştırmacılar makalelerini üye vekil sunucularla ulaşılabilen paralı dergilerde pek basmazlar, yazılan kitapların taslak sürümleri sürekli erişilebilen bir yerde olur ve yazılan tezler ertesi gün açık erişim bir ortamda e-posta listesi üzerinden tüm dünyaya duyurulur. Benzer şeyi kuram içi gelişimde de görebiliriz. EUK, 1993'ten bu yana belirli bir sistem içeriğinde sürekli güncellenmiş ve sürümlerini dilbilgisinin sözdizim, biçimbilim ve edimbilim gibi bileşenleri üzerine uygulanmış.


Bilimde sınırları zorlamak, zaman zaman daha önceden tahmin edilemeyen keşifleri yapmamıza olanak sağlar. Astronomik mesafelerdeki hassas ölçümler genel göreliliği , atomik boyutlara inmemiz kuantum mekaniğini getirdi. Şimdiye kadar hiç erişilememiş yükseklikte enerjilerde maddeye kütlesini veren Higgs bozonunu bulduk. Termometrelerimiz -273 dereceyi göstere yazarken de hiçbir direnç olmadan akan süperakışkanlardan elektrik akımını kayıpsız ileten süperiletkenlere, maddenin tek bir duruma çöktüğü fiziksel hali olan Bose-Einstein yoğuşmasına kadar pek çok fiziksel olayı keşfettik. Bütün bu buluşlar ayrı ayrı bir yazının konusu olabilir; ama bu yazıda -273 derecede neler olduğundan çok, bu sıcaklığa nasıl ulaşıldığını bulacaksınız. Mutlak sıfır, teorik olarak ulaşabileceğimiz en düşük sıcaklığı gösterir ve -273.15 santigrat dereceye eşittir. Böyle bir noktanın varlığı 19. yüzyılda tartışılmış, daha sonraları da gelişen termodinamik bilgisi sayesinde Lord Kelvin tarafından değeri teorik olarak büyük bir kesinlikle hesaplanmıştır. Bunu yapmak için de, Boyle, Charles gibi o zamanın önde gelen bilimadamlarının ideal gazlar üzerine yaptıkları çalışmalar kullanılmıştır. İdeal gazların hacmi ve sıcaklığı arasınde doğrusal bir ilişki vardır . Bu hacim-sıcaklık eğrisini basıncın sıfıra eşit olduğu noktadan geçecek şekilde doğrusal olarak uzatırsanız, -273.15 dereceyi bulacaksınız. Elbette, yüz yıl önce yapılmış bir hesaba güvenmeyebilirsiniz, ancak size sadece yapılan bütün deneylerin bu hesabın doğruluğu yönünde sonuç verdiğini söyleyeceğim. Mutlak sıfır noktasında neler olduğuna gelirsek, bu nokta klasik mekanikte bütün hareketin durduğu ve artık hiçbir devinimin olmadığı noktadır. Ancak, bu tanım kuantum mekaniğinin ortaya çıkışıyla beraber geçerliliğini yitirdi. Mutlak sıfır noktasını artık bir sistemin tamamen en düşük enerji seviyesine geçtiği nokta olarak tanımlıyoruz. Kuantum mekaniksel olarak enerjiyi sıfırlamak veya devinimi tamamen yok etmek mümkün değildir, ancak minimize edebiliriz. Bu yüzden mutlak sıfır noktası biraz önce belirttiğim gibi tanımlanmış durumda. Çok sıcak bir günde serinlemek ve vücut sıcaklığınızı bir nebze düşürmek için elinizi yüzünüzü soğuk suyla yıkarsınız. Su yüzünüzle temas ettiği zaman önce ısınacak, sonra da buharlaşıp gidecektir. Bütün bu işlemler gerçekleşirken de çoğunlukla yüzünüzden ısıyı çekip alacaktır. Bu sayede de siz biraz olsun serinlediğinizi hissedeceksinizdir. Aynı örneği ıslak testinin güneş altında soğumasını veya vücudun terlemesi ile sıcaklığını düşürmesini de açıklamak için kullanabiliriz. Böylesine basit ve geleneksel yöntemler, yani bir maddenin gaz haline geçmesine izin vererek veya bir gazı aniden genleştirerek etrafındaki maddeleri ya da kendisini soğutma, doğal olarak çok düşük sıcaklıklara inmek için ilk kullandığımız yöntem oldu. Her iki yöntem de öncelikle enerjinin korunumuna dayanır. Eğer bir madde sıvıdan gaz fazına geçiyorsa, o zaman etraftan ısı alması gerekir. Etraftan alacağınız ısı, çoğunlukla ortamın hareket enerjisinin azalmasına neden olacaktır, ki bu da sıcaklığın düşmesi demektir. Gazları pistonu aniden çekerek veya küçük bir delikten boşluğa aktararak yapılan, aniden genleştirerek soğutma ise, ideal olmayan gazların izole ortamda hacimlerinin artması durumunda sıcaklıklarında gözlenen düşmeye dayanır. Elbette, ideal gazlarda bu etkiyi görmeyeceğiz; çünkü ideal gazın enerjisi sadece sıcaklığa bağlıdır, hacme değil; çünkü ideal gazlarda tanım olarak tanecikler arasında bir etkileşim yoktur. Öte yandan, gerçek gazlarda bu etkileşimler vardır ve hacmi arttırmak en basit ifade ile tanecikler arasındaki lastikleri kopartır. İdeal davranmayan gazlarda ise hacmi arttırmak, gaz tanecikleri arasındaki etkileşimi zayıflatmak ve yenmek anlamına gelir. Eğer gaz izoleyse, yani etraftan enerji alamıyorsa, bu zayıflatma işlemini kendi hareket enerjisini kullanarak yapmak durumundadır. Gazların izole ortamda hızlıce genleştirildiklerinde gözlenen sıcaklık düşüşüne Joule-Thomson etkisi diyoruz. Joule-Thomson etkisini kullanarak İngiliz fizikçi Michael Faraday pek çok gazı sıvılaştırmayı başarmıştı. Ancak bazı gazlar, ki onlara kalıcı gazlar deniyordu, her türlü denemeye karşın sıvılaşmamıştı. Bu gazlar arasında yer alan oksijeni ve azotu (-196 derece) sıvılaştırmayı 1883'te Polonyalı biliminsanları Zygmunt Wroblewski ve Karol Olszewski başardı . Böylece kalıcı gazlardan iki tanesi sıvılaştırılmış, ama helyum ve hidrojen henüz sıvı halde gözlemlenmemişti. Bu durumun da üstesinden Heike Kamerlingh Onnes Hollanda'daki Leiden şehride 1908 yılında helyumu sıvılaştırarak geldi. Ama kendisi sadece Joule-Thomson etkisini kullanarak değil, aynı zamanda gazın basıncını da düşürerek -271.5 derece civarına indi. Bu sıcaklık, o zamana kadar yeryüzünde ulaşılmış olan en düşük sıcaklıktı . Bu noktada kısa bir ara verip -271 derece civarında gözlemlenebilen tuhaf olaylardan bahsedeyim. Sözün gelişi 4.2 K (yani 4.2-273=-268.2 derece) civarında katı civanın elektrik direnci bir anda sıfıra düşer. Süperiletkenlik dediğimiz bu durum sayesinde iletkenler elektrik akımını hiçbir direnç göstermeden iletebilir. Bu, kapalı bir süperiletkene verilen akımın sonsuza kadar telde kalacağı anlamına gelir. Bir diğer durum ise, süperakışkanlık denilen, sıvıların akmaya karşı dirençlerini tamamen kaybettikleri durumdur. Bu durumda sıvı hiç direnç hissetmeden akar ve görseldeki gibi fışkıyelerin oluşmasına izin verir. Kammerlingh, süperiletkenliğe geçişi gözlemlemiş ancak süperakışkanlığı gözlemleyememiştir. Joule-thomson etkisini kullanarak ulaşabileceğimiz sıcaklıklar, birkaç K'nin altına pek inemiyor. Bu yüzden eğer devam etmek ve 0 K'e olabildiğince çok yaklaşmak istiyorsak, daha akıllı ve gelişmiş yöntemler kullanmalıyız. Lazerler, Joule-thomson etkisinden bayrağı devralıp 0 K'e giden yolda bize yardımcı oluyorlar. Detaylara girmeden önce söyleyeyim, lazerler yardımı ile birkaç nanokelvine inebiliyoruz. Lazerlerin soğutmaya nasıl katkıda bulunduklarını anlamak için, bu sefer biraz daha atomik boyutlarda düşünmek zorundayız. Her parçacık, sistemin sıcaklığı ile orantılı bir hareket enerjisine sahiptir. Bu hareket enerjisinin azalması, pratik olarak sıcaklığın düşmesine karşılık gelir. Biz de, parçacıkları 0 K'e doğru soğutmak adına, hareket enerjilerini lazerler ile düşürüyoruz. Lazerler prensipte yoğunluğu arttırılmış ama frekansı aralığı da azaltılmış olan elektromanyetik dalgalardan oluşur. Günlük hayatta elektromanyetik ışımaya ışık diyoruz. Işık, dalga-parçacık ikileminden bağımsız olarak, yani parçacık veya elektromanyetik dalga gibi davranmasından bağımsız olarak momentum taşır. Taşıdığı momentum da gene frekansı ile orantılıdır . Soğutma işlemi de temel olarak parçacıkların fotonlarla çarpışmasını, fotonların momentumlarının parçacıklara aktarılmasını ve nihayetinde de aktarılan momentumun daha sonra parçacık tarafından dışarıya geri salınması ile gerçekleşiyor. Oyun parkının içinde rastgele koştuğunuzu varsayın. Eğer ben sizi yavaşlatmak istiyorsam, üzerinize top atabilirim . Eğer topu siz bana yaklaşırken atarsam, top sizi biraz yavaşlatacaktır. Tam tersi durumda atarsam da hızlandıracaktır. O halde, sizi durdurmak için topları pek çok kez doğru zamanda, yani siz bana doğru koşarken size atmalıyım. Lazer ile soğutma işlemi de aynı bu örnekteki gibi belli manyetik ve optik kuvvetler kullanılarak hapsedilmiş parçacıkları belli frekanslarda ve zamanlarda foton bombardımanına tutarak yapılıyor. Tek farkı, gönderilen fotonların momentumlarını aktarabilmeleri için parçacıkları tarafından emilmeleri gerektiği. Yani top sizden sekmeyecek, siz topu tutacaksınız. Fakat bu topu sonsuza kadar tutamazsınız; koşmak için topu bırakmalı ve kararlı haliniz olan topsuz halinize geri dönmelisiniz. Topu arkaya doğru atarsanız biraz hızlanacaksınız, öne doğru atarsanız yavaşlayacaksınız; ama eğer sizin gibi koşuşturan onlarca kişi topları ellerinden rastgele yönlerde çıkarıyorsa, bunun hareketiniz üzerine toplam etkisi sıfır olacaktır. Bunun açıklamasını biraz içgüdüsel yapayım: bazı kişiler topu öne doğru atacak ve yavaşlayacak, bazıları arkaya atacak ve hızlanacak, diğerleri ise sağ-sola atıp yönlerini değiştirecek. Böyle koşturan binlerce kişiyi düşünürseniz, bu kişilerin tamamının ortalama hızında bir değişiklik olmayacaktır. Özetlemek gerekirse, parçacıkların fotonları geri salmaları toplamda sistemin momentumunu, haliyle de hızını düşürecek ve sıcaklığı azalacaktır. Bu sayede nano, hatta pikokelvin seviyelerine inmek mümkün olmuştur. Steven Chu, Claude Cohen-Tannoudji ve William Daniel Phillips ise bu tekniğin geliştirilmesinde oynadıkları rolden ötürü 1997 yılında Nobel Fizik Ödülü'ne layık görülmüştür. 0 Kelvin'e doğru inmek için kullanılan başka yöntemler de elbette mevcut. Bunlar arasında en önemlisi, ama teknik zorluğu sebebiyle daha yüzeysel anlatacağım yöntem parçacıkları büyüklüğü sürekli değişen bir manyetik alana hapsetmeyi içeriyor. Hapishane içerisindeki parçacıklar gene sürekli hareket halindeler. Ama hızlı gidenler, yani yüksek enerjili olanlar, manyetik alanın büyüklüğü değiştiği için hapishaneden kaçma fırsatını yakalıyor. Düşük enerjili parçacıklar içeriden kaldığı ama yüksek hızlı olanlar dışarı kaçtıkları için sistemin enerjisi giderek azalıyor. Bu sayede, gene nano ve piko kelvin seviyelerine inmemiz mümkün. Bu noktada aga iyi de neden sorusuna cevap vermem gerekiyor. Neden 0 K civarında geziyoruz, neden ona daha da yaklaşmak istiyoruz? 4 K civarı bir sıcaklıkta süperiletkenliği görüyorsak, amacımız ne? İlk neden elbette bilimsel merak. Yani, 0 K'e yaklaştıkça neler gözlemleyebileceğimizi merak edeiyoruz. Fiziksel nedeni ise, 0 K civarında maddenin Bose-Einstein yoğuşması adı verilen yeni bir hale geçiyor olması. Bose-Einstein yoğuşması ise en kısa, ama basit olmaya açıklamayasıyla bütün maddenin tek bir kuantum durumuna çökmesi olarak adlandırılıyor. Bu halde, bütün sistem tek bir kuantum mekaniksel dalga fonksiyonu olarak yazılabiliyor, atomlar teker teker bütün tekilliklerini yitiriyor ve bir bütün olarak davranmaya başlıyor, yani sistem aslında saf bir kuantum haline geçiyor. Kuantum mekaniksel deneyler yapmak istiyorsanız bulunmaz nimet. Dahası, bu sistemleri hala tam olarak açıklayan bir teorimiz yok; test edilecek onca şey var ve bu yüzden de bu kadar düşük sıcaklıklara inmek durumundayız . Tıpkı yüksek sıcaklıklar, yüksek hızlar gibi düşük sıcaklıklar da pek çok yeni ve ilginç fiziksel olay ile dolu. Süperakışkanlık ve süperiletkenlik, insanlık 0 Kelvin'e çok yaklaşmayı başardığı zaman gözlemlendi ve hayatımıza yüksek hızlı trenlerden yüksek gerilim hatlarına her yerde girmeye başladılar. Daha önce de dediğim gibi, bu olaylar başka birer yazının konusu olabilirler. Öte yandan, düşük sıcaklıklara inmek de bilimsel teorinin ve pratiğin en ileri örneklerini gerektiriyor. Lazerler ve manyetik hapisler ile 0 Kelvin'in çok yakınlarında gezebiliyoruz ancak ona daha da yaklaşmak için de çabalarımız hala sürüyor.


Ruh ve beden Belki insan insan olduğundan beri üzerine kafa yorulan bu diyalektiğin, bugün hala akademisyenlerin, entellektüellerin, din üzerine kafa yoran ilahiyatçılar arasında önemli bir tartışma konusu. Bu konunun tamamını kapsayacak bir yazı yazmamın imkanı yok. Ancak ruh ve beden diyalektiğinin modern izdüşümü olan kültürler ve genler arasındaki ilişki uzun zamandır kafamı meşgul etmekte. O yüzden size bu konuda düşüncelerimi çerçeveleyen akımları ki bunlar genelde antropoloji teorisi çerçevesinde şekilleniyorlar, jargonlardan kaçınarak, bahsetmek istiyorum. Daha fazla bilgi edinmek isteyenlere yazının sonunda kısa bir kaynakça hazırladım. Tek bir yazıya sığmayacağından, bunu bir yazı dizisi olarak sunmaya çalışacağım. Bu ilk yazıda, Amerikan üniversitelerinde insanı insan yapan unsurların nasıl değişik bağlamlarda çalışıldığından dem vuracağım. Kültür: Terbiyesiz profesör Gregory Urban Doktoramı antropoloji üzerine yapmaya karar vermiş ve Philadelphia şehrinin yolunu tutmuştum. Aldığım ilk ders, 'Kültürel antropoloji' idi. Moleküler biyoloji temelli olduğum için tedirgindim ve tam olarak ne beklemem gerektiğini bilmiyordum. Ders ünlü bir antropoloji hocasının değiştirilmeden korunmuş ofisinde, kafatasları, deri kaplı tozlu kitaplar ve yağlıboya resimler arasında veriliyordu. Oda tedirginliğimi daha da artırıyordu. Dersi verecek olan Dr. Greg Urban derse tam zamanında geldi. Ve kısa bir girişten sonra, bana döndü ve 'aramızda bir Türk var sanıyorum' dedi. Hemen heyecanla kafamı sallayarak onayladım. Dr. Urban, acemice başparmağını işaret ve orta parmakları arasına almak sureti ile bana son derece kaba bir el hareketi yaptı. Hayretimden sinirlenememiştim bile. Etrafıma bakıp, acaba Amerikan okullarında yaygın olan hazing (yeni gelenleri gruba dahil etme sırasında yapılan hazing geleneklerinden birisi mi diye düşündüm. Ama diğer öğrenciler de şaşkınlıkla bir bana, bir de hocaya bakıyorlardı. Sonra kendimi toparlayıp bu hareketin çok terbiyesiz olduğunu söyleyebildim kem küm. Dr. Urban bana dönüp özür diledi daha sonra sınıfa: 'Ömer'in neden bu kadar rahatsız olduğunu anlayabildiniz mi?' diye sordu ve cevabı beklemeden devam etti: 'Bu derste öğrenmeniz gereken tek bir şey varsa, o da kültürün göreceli olduğudur. Bir topluluğa terbiyesiz gelen, diğer toplumlar için tamamen başka anlamlar ifade edebilir.' Daha sonra Gregory Urban'ın temsil ettiği düşünce akımını daha iyi anlamaya başlamıştım. Bu akım, insanı insan yapan unsurlar arasında 'kültür' konseptini en üste koyuyorlar, biyolojinin etkisini ise yok sayıyorlardı. Kıta Avrupası'nın post-modern ve faşizm-karşıtı akademik çevrelerinde ortaya çıkmış ve Amerika'nın önemli üniversitelerinde çok tutulmuş bir akım olduğunu öğrendim. Antropolojinin egzotik bağlamında okuduğum kitaplar ve makalelerin de etkisi ile, bu akımdan kısa zamanda çok etkilendim. Örneğin bir insanın dünya hakkında düşüncelerinin içinde doğduğu dil ve kültür içinde geliştiği ve şekillendiği ile ilgili bir dizi çalışma, beni ürkütecek kadar etkilemişti. Akraba isimlerinden, fiillerin çekimine, dilimiz belki de gerçekten bir konu ile ilgili düşüncelerimizi, kararlarımızı, ahlaki değerlerimizi ve hatta bilim yapma sürecimizi etkiliyordu. Bu kültür bazlı akım gerçekten de çok önemli katkılar yapmıştı düşünce sistemimize. Bu konuda verebileceğim, onlarca örnek arasından, son yüzyılın en ilginç entellektüellerinden olan Margeret Mead'in 'Coming of age in Samoa' çalışmasını vermek istiyorum. Mead'ın bu kitaptaki en önemli gözlemi, neredeyse her toplumda son derece önemli bir yeri olan ergenlik olgusunun, toplumdan topluma değişkenlik göstermesi. Mead'a göre, ergenlik, ve ergenlik bağlamında seks, doğurganlık, vb. olgular biyoloji çerçeversinde değil de, toplumların kültürleri içinde inşa edilmekte. Bu sonuca erişmek için, Mead, Amerika'lı ve Samoa'lı kadınların ergenlik süreçlerini karşılaştırıyor. Amerika, 1920'lerde artık modernitenin ve çoklu kültürün egemen olduğu bir toplumken, Samoa uzun geçmişli geleneklerin ve tekil bir kültürün hüküm sürdüğü bir toplum. Ergenlik, Amerika'lı kadınlar için bir çok kültürün içide, kadınların seksüel ve bireysel kimliklerini şekillendirdikleri, onlarca politik, ahlaki ve dini diskur içinde baskı alına alınmış travmatik bir süreç. Samoa'da ise ergenlik travmatik olmayan, tek tip bir toplumun belli başlı kültürel kuralları etrafında tanımlanmış, hayatın diğer aralıklarından çok da farkı olmayan bir süreç. Mead'in küçük bir ada toplumunun 600 kişilik bir köyünde yapılmış bu karşılaştırmalı gözlemi, İkinci Dünya Savaşı öncesi batı dünyasının genel-geçer varsayılarına meydan okuyordu. Ergenlik kadınlar için düşünüldüğü gibi biyolojik değişimler ve hormonal çalkalanmalarla tanımlanan, travmatik ve uyum sağlanması gereken bir süreç değildi belki de. Dahası, bir genç kadının ahlaki ve toplumsal sorumlulukları Amerika ve Samoa arasında inanılmaz farklılıklar gösteriyordu. Mead'ın danışman hocası ve benimde kendimi tanımladığım bütünsel antropoloji akımının mimarı Franz Boas'ın, Mead'ın kitabına yazdığı önsözde geçen bir cümle kitabın önemini özetlemektedir: 'Kibarlık, alçakgönüllülük, uygun davranış ve ahlak kurallarına uyum evrensel olarak önemlidir. Ancak, kibarlığın, alçakgönüllüğün, topluma uyumlu davranışın ve ahlak kurallarının ne olduğu evrensel değildir. Bu olguların hiç beklenmedik şekillerde farklılık göstermesi son derece öğreticidir.' Bugün, Mead'ın öncülük ettiği entellektüel akım hala gücünü korumakta. Vanderbilt Üniversitesi'nden Ted Fischer ile olan bu röportaj buna iyi bir örnek: Sonuç olarak, ilk yılımın sonunda, Mead'ın ve diğer kültürel antropologların kitapları beni çok etkilemişti. Türkiye'deki insanların tarihini çalışmak için sadece genetik çalışmaların yeterli olmayacağını, dil ve kültür dinamiklerinin de çalışılması gerektiğine kani olmuştum. İnsanı insanı yapan özelliklerin biyolojik bir yapıdan ziyade, kültürün 'ağları içinde' yoğrulmuş bir kompleks tarihin içinden çıktığı mantıklı görünüyordu bana. Genler Evrensel algoritmalar Edebi olarak, bilimsel anlatımın kat ve kat üstünde etkileyici olsa da, kafamda kültürel antropoloji ile ilgili kuşkuların belirmesi de uzun sürmedi. Öncelikle, insanların kültürleri arasındaki farklılıkların, her ne kadar büyük olsa da, bazı genel geçer kurallar etrafında döndüğünü okuyor ve gözlemliyordum. Örneğin, kültür cinsiyet rollerinden, akrabalık ilişkilerine kadar seks ile ilgili her konuda belirleyici olsa da, bütün bu karmaşık ve toplumdan topluma değişen kurallar, her zaman temelinde biyolojik bir olgu olan üreme çevresinde şekilleniyordu. Daha hafif arkadaş tartışmalarında, dilin biyolojik bir fenomen mi olduğu sorusuna, tabii ki, sonuçta ağzımız olmasa nasıl konuşurduk cevabını verdiğimi hatırlıyorum. Sonuç olarak, eninde sonunda, kültürün insanı insan yapan unsurlar arasında yeri çok önemli ise de, biyolojinin tamamen yok sayılmasında bir problem olduğunu içten içe hissediyordum. Ancak, kültürel antropoloji ne kadar kapsayıcı ise, insan doğasını biyoloji üzerinden çalışan disiplinler de tam tersine o kadar indirgemeci idi. Doktoramın sonraki senelerinde, tıp fakültesinde ve biyoloji departmanlarında verilen toplum genetiği ve genom bilimi dersleri yoğunluğunu arttırdı. Bir anda kültürel görecelilikler diyarından, biyolojik genellemeler dünyasına geçmiştim. Bir yandan yaşayan ve şimdiye kadar yaşamış tüm hayatı birbirine bağlayan, evrim kuramının çerçevesinde, genetik verinin dantelleri ile örülmüş, her organizmanın birbirine bağlı olduğu, genel-geçer ağları anlamaya çalışıyor, bir yandan hem böceklerin muazzam çeşitliliğini, hem insanların bir tür olarak kısacık geçmişlerini anlamak için kullanabileceğimiz, evrensel toplum genetiği teorilerini öğreniyordum. Darwin'in hüküm sürdüğü biyoloji bölümünde, hatasal genetik değişimler, bu değişimlerin yarattığı farklılıklar ve bu farklılıkların zaman içerisinde şans veya doğal seçilim üzerinden toplum içinde varlıklarını sürdürmeleri süreci, insanı insan yapan bütün özellikleri açıklayabiliyordu. Bu dünyada, primatların dallı budaklı ağacının, kısa, incecik bir dalıydı insan. Bu büyük maymun türü 200.000 sene önce Afrika'da ortaya çıkmış, 100.000 seneden uzun süre Afrika'nın dışına çıkmamış ve 50.000 sene önce Avrasya'ya yayılmış, son 10.000 senede de inanılmaz bir nüfus artışı göstermişti. Şempanze ve orangutan gibi diğer büyük maymunlara göre nüfusu çok fazla olmasına rağmen, insan türü diğerlerine göre çok daha az genetik çeşitlilik göstermekteydi. Tabii bir de, diğer primatlardan daha büyük beyinli olmaları ve iki ayak üzerinde yürüme meselesi vardı ki, bunlar daha tam cevaplananamış sorulardı, ve primat biyolojisini ve genomunu daha iyi anlamaya ihtiyacımız vardı. Bütün bu biyolojik açıklamalar, her ne kadar ilginç olsa da, insanların kültürel karmaşıklığını anlamak için oldukça yararsızdılar. Bu konuya tamamen biyolojik açıdan bakan Stanford Üniversitesi'nden Robert Sapolsky'nin konuşması, biyologların insan üzerine ne nasıl düşündüğünü iyi özetliyor kanımca: Kafa karışıklığı ve yeni açılımlar Kültürel antropologlar ve biyologlar aynı üniversitenin birbirinden 100 metre uzaktaki iki binasında çalıştıkları halde, tamamen iki farklı dil konuşuyorlardı. Bu iki grup entellektüelin arasındaki etkileşim, genelde birbirlerinin fikirlerini eleştirmek üzere gelişiyordu. İnsan, bir olgu olarak parçalara ayrılmış, üniversitenin değişik bölümlerine dağılmıştı. Üçüncü senemi bitirdiğimde kafam karmakarışıktı. İnsanı çalışmak istiyordum, ancak bunu en iyi nasıl yapacağımı bilmiyordum. Örneğin, kompleks bir sanat eserini, Suç ve Ceza romanını yazarken Dostoyevski'nin ruh halini, bu kitabın insanlar ve toplumlar üzerindeki etkisini, yazım sürecinde etkili olan tarihsel ve toplumsal bağlamı sadece biyolojik indirgemeler üzerinden anlamamız mümkün görünmüyordu. Aynı zamanda, Suç ve Ceza'nın ana teması, ahlak ve insan doğası üzerine, kafa yorarken, ahlakın, insan toplumunun, 'suç' ve 'ceza'nın biyolojik kökenlerine aklımın kaymasına da engel olamıyordum. Bu durumun bana özgü olmadığını ve tarihsel, önemli bir tartışmanın ortasında küçük bir nokta olduğumu anlamam çok zaman almadı. Bu sorunu direk olarak çözmek yerine, araştırmalarımı kültürün nispeten indirgenebildiği, genlerden gelen bilginin de açımlanabildiği bağlamlarda sorular sormaya başladım. Bunun için aynı Margaret Mead gibi kültürel yapının nispeten daha az değişken olduğu küçük boyutlu toplumları seçtim ve İç Anadolu köylerinde bazı çalışmalar yaptım. Bu çalışmaların ana hipotez son derece basitti: Kültürel yapılar , toplumlar arasındaki gen alışverişini düzenler. Gerçekten de İç Anadolu'da çalıştığım birbirine yakın 4 köy kendilerini sadece belli bir arazide yaşayan insanlar grubu olarak değil de, aynı kökenden gelen ve diğer köylerden farklı özgün bir kültüre sahip topluluklar olarak tanımlıyorlar. Bu da direkt olarak bir köyün hangi diğer köylerle 'kız alıp vereceğine' karar veriyor. Bunun genel açılımı ise kültürün insan genlerinin yapısında önemli bir etken olduğunu gösteriyor. Yaptığım çalışma, kültür ve genlerin birbiri ile ilgili olan ilişkisini birleştiren onlarca yeni çalışmadan sadece birisi. Biyokültürel açılımlar hakkında yazacağım sonraki yazımda, kültür ve genlerin birbiri ile çelişmeden ve hatta birbirlerini tamamlayıcı olarak kullanıldığı bu çalışmalardan bahsedeceğim. O yazıda görüşmek üzere. Daha derinlere inen kitaplar - Ö. Gokcumen vd., 2011. Biological Ancestries, Kinship Connections, and Projected Identities in Four Central Anatolian Settlements: Insights from Culturally Contextualized Genetic Anthropology. American Anthropologist 113:116-131. - C. P. Snow: The Two Cultures - Stanford Encyclopedia of Philosophy: Culture and Cognitive Science


Tuhaf günlerden geçiyoruz. Mevsimler bildiğimiz mevsimlere benzemiyor. İklim de bildiğimiz iklim olmaktan çıkıyor giderek. İlkin Haziran ayında Tuzla-Pendik civarında çıkan hortum hiç de alışık olduğumuz tarzda bir doğa olayı değildi bizler için. Devamı da geldi üstelik. Bazı uzmanlar Türkiye olarak yarı tropikal bir iklime hazır olmamız gerektiğini söylüyor. İklime dayalı pek çok değişikliğin birinci dereceden şüphelisi uzun yıllardır dilimizin iyice alıştığı küresel ısınma mevzuu. Neticede Dünya kabaca kapalı bir kutu ve atmosfer ile örtülü. Bu kutunun içerisinde bize yaşanabilir koşulları sağlayan atmosfer bir hava kütlesi olmakla beraber öyle pistonlu küçük bir kaptaki gibi her noktası benzer özellikler gösteren bir kütle değil. Her gaz kütlesi gibi onun da sıcaklık, basınç vb. değerleri var ama kutu bu kadar büyük olunca bu değerler yerine göre değişiklik gösteriyor. Zaten iklim denen olguyu da bu farklılıklar yaratıyor. Dünya'mızın atmosferi bildiğimiz diğer atmosfere sahip gezegenlerinkine nazaran güzel bir denge içerisinde. Öyle Mars'taki gibi aylarca sürecek küresel kum fırtınalarına ya da Jüpiter'deki gibi sürekli hareketli ve elektrikli bir havaya sahip değiliz. Tam olarak da az önce söylediğim gibi: Bize yani insanlığa yaşanabilir koşulları sağlayan şey atmosferimiz. Yaşasın gaz küremiz! Yeniden Hatırlayalım: Küresel Isınmanın Mekanizması Küresel ısıma dediğimiz konu ise bilindiği üzere yine aynı atmosferin içerisinde yer alan sera gazlarından kaynaklanıyor. Güneş ışınları Dünya yüzeyine düşer. Işınlar atmosferden girip toprağa ulaşır ve enerjinin bir kısmı bu süreçte atmosfer, toprak ve su tarafından tutulur, diğer kısmı ise geri yansıtılır. Bu yansıtma süreci bildiğimiz yansımadır: Tıpkı üzerine ışık düşen nesneler gibi, onları görmemizi sağlayan bir yansıma. Şu an bilgisayarınızın önündeki tuşları bu sayede görürsünüz: Işık düşer, cisim bu ışığın bir kısmını soğurur, hangi renkte görüyorsanız eğer o rengi yaratan dalga boylarındaki ışığı geri yansıtmıştır. Bu kadar basit. Güneşin ışığının Dünya'nın katı, sıvı ve gaz katmanları tarafından soğurulması yaşamı oluşturan ve idame ettiren başlıca faktörlerden biridir. Yani bu etki Dünya'nın yaşanabilir bir gezegen olması için elzemdir ve şiddeti şimdilik bizler için iyidir de. Ancak atmosferdeki sera gazlarının miktarı arttıkça bu soğurulmanın miktarı da arttığından ilk başta iyi olan şey giderek kötüleşmektedir. Sera gazları Dünya'dan geri yansıyarak çıkmasını beklediğimiz güneş ışığını soğurur ve ısının Dünya içerisinde hapsolmasına neden olurlar. Fosil yakıtların yanmasıyla açığa çıkan karbondioksitin bir sera gazı olması nedeniyle son üçyüzyılda küresel ısınmanın miktarının özellikle arttığı biliniyor. Zira endüstri devrimi sonrasında bolca tüketilen ve halen de tüketilmekte olan petrolün, doğalgazın ve diğer fosil yakıtların içeriğinde bulunan karbon onların yanmasıyla birlikte milyonlarca yıldır bulundukları yerden kurtulup atmosfere salınırlar. Artan nüfus, kentleşme ve doğa tahribatı nedeniyle ormanların giderek azalıyor oluşu da kardondioksitin besin sentezi yoluyla tekrar atmosferden çekilmesini yavaşlatıyor. Son sekiz bin senede Dünya gezegeni, ormanlarından yarısından fazlasını kaybetmiştir ve bu kaybın yarısından fazlası da son 50 yılda gerçekleşmiştir. Başat bir etken olan kereste tüketiminin yanısıra tarım arazisine ve şehirlere yer açmak için ormanları kesmek bu kaybın başlıca nedenlerindendir. Sözün kısası küresel ısınma olgusu giderek güçlenmekte ve gün geçtikçe gezegenimiz daha sıcak bir gezegen haline gelmektedir. Küresel ısınmanın endüstri ile ilişkisi bugüne kadar pek çok kez pek çok yerde işlendi. Artık bunu biliyoruz. Bu yüzden bu yazıda endüstri aracılığıyla atmosfere salınan gazların küresel ısınmaya katkısından değil göz önünde bulunmadığından pek de bilmediğimiz bir etmenden bahsedeceğim: Tarım ve Hayvancılık. O son butu yemeyecektin! Karbon... Yaşamımızın temeli. Dört bağ yapabilmesi sayesinde başta proteinlerimiz olmak üzere milyonlarca ve hatta milyarlarca organik molekül inşaatı potansiyeline sahip. Doğada bu tip bir kabiliyete sahip olan diğer element silikondur ama silikonlu bileşikler genelde o kadar serttir ki canlılığın silikon üzerine inşası pek mümkün olmazdı. Kısacası karbon tüm canlılığın ortak malıdır. Adresini sorarsanız kendisi toprakta bolca bulunuyor. Tarımın küresel ısınmaya etkisi çeşitlidir: Her şeyden önce toprakta bağlı olan karbon tarımla birlikte açığa çıkar, ama bu yeni bir şey değil, zira doğal bir süreç olduğundan avcı-toplayıcı olduğumuz dönemlerde de bu süreç hep vardı. Ancak insan tarım yapmaya başladıktan sonra toprak çok daha hızlı bir şekilde karbon zenginliğini kaybetti ve toprakta olanın atmosfere karışmasını daha da hızlandırdı. Üstelik tarım ürünlerini bizlerin ve hayvanların yemesi sonucunda etkili olan bir başka süreç daha vardır: Yediklerimizi sindirdiğimiz, çeşitli yollarla doğaya bıraktığımız ve bu esnada da atmosferin de bundan nasibini aldığı süreç. Sindirim neticesinde açığa çıkan gazlar ve katı atıklar atmosfer için başka bir sera gazı kaynağı haline gelir. Tarım toplumlarının miktarı arttıkça artan bu iki etkiye bir üçüncüsü topraklar zenginliklerini kaybettiği zaman eklenir: Gübre. İleride detaylarını vereceğimiz üzere, toprağın kaybettiği zenginliği telafi etmek üzere kullanılan gübre başka bir sera gazı kaynağıdır. Kısacası beslenmek başlı başına bir küresel ısınma nedenidir. Geleneksel tarım ve hayvancılık insan nüfusunun ve dolayısıyla da besin tüketiminin az olduğu çağlarda yine de büyük bir etkiye sahip olmasa gerek. Peki ya şimdi? İnanılmaz gelebilir ama tarım ve hayvancılığın küresel ısınma nedenleri arasındaki yeri %18'lik payıyla oldukça yüksektir. Bu yüksekliğin nedeni besin endüstrisi. Ya da daha özel olarak ifade edecek olursak endüstriyel tarım ve hayvancılık diyebiliriz. Özellikle tarım ve hayvancılık faaliyetleri sırasında açığa çıkan gazlar karbondioksitten çok daha etkili sera gazlarıdır: Metan ve azot dioksit. Kendileri karbondioksite göre sırasıyla 23 kat ve 296 kat daha fazla sera gazı etkisi yapar. Metan büyük ölçüde hayvanların sindirim sisteminin bir ürünü olarak ortaya çıkıyor. Sadece hayvanların gaz çıkarmasından ötürü atmosfere karışan metan gazının 90 milyon tondan fazla olduğunu söylesem? Ve 2,2 milyar ton karbondioksitin etkisine karşılık geldiğini? Tabii ki bu sayılar tek başına bir anlam ifade etmeyecek. Bu yüzden yüzde olarak ifade etmem daha doğru olur: Sadece çiftlik hayvanlarının çıkardığı gazın küresel ısınmaya katkısı %5 dolaylarında. İnanılmaz değil mi? Ve maalesef çok etkili bir sera gazı olan metan sadece yellenme yoluyla atmosfere karışmıyor. Bilindiği üzere hayvan dışkıları tarımın ortaya çıkmasından bu yana gübre olarak kullanılırlar. Bu gübrelerin toprağa bekletilmeden ve doğrudan uygulanması açığa çok fazla metan çıkmamasına neden olur ancak bu dışkıların işlenmesi, bekletilmesi ve stoklanması atmosfere metan gazı salınımının devamına neden oluyor. İşte bu de endüstrileşmenin bir götürüsü. Maalesef burada bitmiyor! Gübrelerin toprakta geçirdiği süreçler, yani nitrifikasyon ve denitrifikasyon süreçleri bu defa da açığa azot dioksit çıkmasına neden olur. Ki kendisin karbondioksitten 296 kat daha etkili olduğunu da söylemiştik. Yani gübrenin eldesi de, stoklanması da, kullanımı da küresel ısınmaya ziyadesiyle katkıda bulunuyor. Aşağıdaki tablo hangi tarım ve hayvancılık faaliyetinin toplam tarım ve hayvancılık karbon salınımı içerisinde ne kadar payı olduğunu gösteriyor: |Faaliyet |Pay |Tarım faaliyetlerinde gübre kullanımı |%61 |Hayvanların sindirim sistemleri |%18 |Gübre stoklama, işleme ve taşıma |%9 |Tarım faaliyetleri için kullanılan fosil yakıtlar |%7 |Diğer |%4 |Toplam T&H Karbon Emisyonu |%100 |Genel Emisyon İçerisindeki payı |%18 Bazı spesifik nedenlerden ötürü de tarım küresel ısınmaya katkıda bulunabilir, ki bu nedenler tabloda diğer başlığı altındadır. Sözgelimi çeltik tarlaları su ile kaplı olduklarından atmosferik oksijen toprağa ulaşamaz. Bu nedenle topraktaki organik materyaller anaerobik solunumla parçalanırlar, ki bu da açığa metan gazı çıkmasına neden olur. Şu halde gerçekten de besin üretiminin küresel ısınmaya katkısı dolayısıyla aslında tam bir baş belası olduğunu söylemek mümkün! Science dergisinden Nathan Fiala'nın yaptığı bir benzetmeyle 200 gramlık hamburger köftesinin küresel ısınmadaki payı neredeyse 1300 kg'lık bir aracın 20 km. gitmesine eşdeğer. Üstelik bu durum bacasından dumanlar tüten bir fabrika ya da yağ yakan bir kamyon kadar göz önünde olmadığından pek aklımıza düşmüyor. Sorun nerede? Nasıl çözeceğiz? O halde ne yapacağız? Beslenmeyecek miyiz? Bundan kaçış yok. En iyi ihtimalle vejetaryen olarak hayvan tüketmekten kaçınabilirsiniz ama tarım ürünlerinden kaçınmanız pek mümkün değil. Şu halde bu duruma çözüm bulunmalı. Ağır kimyasal gübre kullanımının sınırlandırılması çözümlerden birisi. Bir diğeri de tarım yapılan arazi ile hayvancılık yapılan arazilerin birleştirilmesi. Uzmanlar her iki faaliyetin de aynı alanda gerçekleştirilmesinin karbon salınımını ciddi şekilde düşüreceğine inanıyor.Tarımsal Ormancılık olarak anılan, tarım alanlarının ağaçlandırılması da soruna katkı sağlayan küçük çözümlerden. Üretimin yerelleştirilmesi de çözümlerden birisi: Tarım ve hayvancılık endüstrisinin yarattığı salınımın %7'si bu faaliyetler için kullanılan fosil yakıtlardan kaynaklanırken gübrenin nakliyesi de salınım kaynaklarından birisi. Şu halde lojistik başlı başına bir problem olduğu için tarımın yerelleştirilmesi iyi olacaktır. Öte yandan salınımı azaltmayan ancak salınmış olanı geri toprağa bağlayan ve bu sayede gübre kullanımını azaltan çözümler de mevcut. Bu çözümlerden birisi örtü bitkisi kullanımı. Bu yöntem Yeşil Gübreleme olarak da anılıyor, çünkü örtü bitkileri olarak anılan bitkiler atmosferdeki azotu tekrar toprağa bağlayabiliyorlar. Tarım'da örtü bitkisi kullanımı aynı zamanda toprağın zenginliğini arttırması, nemini muhafaza etmesi, erozyonu azaltması ve zararlı kontrolü sağlaması gibi daha bir dizi başka faydaları nedeniyle gün geçtikçe artıyor. Ama bana sorarsanız bu çözümlerin pek çoğu yine de hala yüzeysel, çünkü şahsi düşüncem insan nüfusunun fazlalığının temel problemi teşkil ediyor olduğu. Yani tüm bu üretim ve tüketim çılgınlığı bir şekilde gelip insan sayısına dayanıyor. Artan nüfusu beslemek için endüstriyel tarım ve hayvancılık maalesef şart, aksi takdirde bu kadar insanı doğal tarım ve hayvancılıkla doyurmaya çalışmak maliyetlerinden ötürü gıda fiyatlarının yükselmesine neden olacak. Mevcut ekonomik sistemin buna elverişli olduğunu söylemek de zor. Bu yüzden nüfus planlama ve doğum kontrolü, insan nüfus artışının bu yolla sınırlandırılması kök nedeni ortadan kaldırabilir. Yeni Malthusçuluk başlığı altında sınıflandırılabilecek olan bu fikir akımı kulaklara pek demokratik gelmeyebilir ama aşağıdaki belgesel parçasını izledikten sonra belki siz de bir miktar böyle düşünebilirsiniz. . Ayrıca endüstriyel tarımı sadece karbon salınımı açısından değerlendirmek de indirgemeci bir yaklaşım olur. Yukarıdaki videoda özellikle tüylerinizi ürperttiğini tahmin ettiğim ilk sahne insan türünün diğer türler üzerindeki tahakkümünün etik boyutu hakkında da durup düşünmemize neden oluyor. Sahi, bu Dünya'daki en organize ve zeki tür olmamız bize diğer türleri sıkış tepiş bir alanda istifleyip, makinelerle toplayıp, onları çekmecelere tıkıp, uygun bir biçimde öldürdükten sonra seri üretim hatlarında parçalara bölme hakkını veriyor mu? Veterinerlik alanında etik bir devrim yaptığını düşündüğüm Temple Grandin'in kendi hayatını konu alan filmden yine kendisinin sarf ettiği şu cümleleri de yeri gelmişken aktarmak istiyorum: Tamam, kabul... Bir şekilde hayvanları besliyor ve sonra kesip yiyoruz. Yüzbinlerce yıldır da böyle; ama en azından biraz saygıyı hak etmiyorlar mı?