Bilimsel Keşifler ve Rastlantı – Osman Bahadır

V0004946 John William Strutt, 3rd Baron Rayleigh. Photogravure after Credit: Wellcome Library, London. Wellcome Images [email protected] http://wellcomeimages.org John William Strutt, 3rd Baron Rayleigh. Photogravure after Sir P. Burne-Jones. Published: - Copyrighted work available under Creative Commons Attribution only licence CC BY 4.0 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Görsel: Lord Rayleigh laboratuvarında (Wikimedia)

Bilimler tarihindeki keşiflerden birçoğunun şans veya rastlantı eseri olduğu ileri sürülür. Gerçekten keşiflerde rastlantının önemli bir rolü olduğundan söz edilebilir mi?

Bazı önemli bilimsel keşifler gerçekten de kaşiflerin, varlıklarına düşünsel olarak hiç hazır olmadıkları bir ortamda, beklenmedik bir olguya rastlamalarıyla başlamış ve gerçekleşmiştir.

Bu tür bir keşfe örnek olarak, Danimarkalı fizikçi Oersted’in (1777-1851), bir telin içinden geçen elektrik akımının, telin çevresinde bir magnetik alan yarattığını fark etmesini gösterebiliriz. Oersted 1819 yılında, öğrencilerine elektrik akımından ısı elde edilişini göstermek amacıyla volta piliyle deney yaparken, kullandığı elektrik devresinin açılma ve kapanma anlarında, yakındaki bir pusulanın ibresinde sapmalar olduğunu görmüştü. Bunu gören Oersted, elektrik akımı ile magnetik alan arasında ilişki olabileceğini düşündü. İlk kez onun fark ettiği bu olguyla, elektromagnetizma teorisinin ve pratiğinin muazzam yolu açıldı.

Peki rastlantı bu keşfin neresindeydi?

Elbette pusulanın o an için deney masasında bulunuyor olması, bir rastlantıydı. Belki Oersted’in deney sırasında pusulanın ibresindeki hareketliliği fark etmiş olmasında da bir rastlantının varlığından söz edebiliriz. Ama işte hepsi bu kadar. Diğer bütün koşullar keşif için hazırdı. Bu deney öncesinde, söz konusu bilimsel keşif için gerekli maddi koşullar uygun (olgunlaşmış) durumdaydı. Pusula icat edilmişti, elektrik kaynağı pil şeklinde de olsa vardı ve bunlar bir laboratuvar ortamında doğal olarak bir araya getirilmişti, sadece Oersted’in o ana kadar elektrik ile magnetizma arasında ilişki olabileceğine dair bir düşüncesi bulunmuyordu.

Şimdi sözünü edeceğimiz örnekte ise durum farklıdır.

19. yüzyılın sonlarında, ABD’li kimyacı William F.Hillebrand (1853-1925), o sıralarda yeni geliştirilmiş olan spektroskop aygıtından yararlanarak çeşitli gaz analizleri yapıyordu. Bu aygıtın temel çalışma ilkesi, her farklı maddenin, molekülleri ısı, elektrik vb. uygulanarak titreştirildiklerinde kendilerine özgü bir ışık spektrumu yaydıkları ilkesidir. Hillebrand, bu aygıtla yaptığı çeşitli deneylerin sonucunda elde ettiği spektrumları inceleyerek uranyum zengini bir mineral olan uraninitten ayrıştırdığı bir gazın azot (N) olduğunu ileri sürdü. Fakat ayrıştırdığı gazın tayfı, farklı basınç altında değişkenlik gösteriyordu, azotun tayfından farklı çizgiler de gözleniyordu.  Hillebrand bunun üzerinde çok durmadı fakat bulgularını makalelerinde paylaştı*.

Bu sıralarda İngiliz fizikçi Lord Rayleigh (John William Strutt, 1842-1919), gazların yoğunluğunu ölçmek üzere yaptığı araştırmaları sırasında, havadan elde edilen “azot”un, başka kaynaklardan, örneğin amonyaktan (NH3) elde edilen azottan daha yoğun olduğunu fark etti. Lord Rayleigh defalarca tekrarladığı deneylerle, deneysel hatadan kaynaklanmadığından emin olduğu oldukça küçük farkın peşini bırakmadı. (Burada bir rastlantıdan söz edilebilir mi?).   Bu fark havadaki başka bir elementin varlığına işaret ediyordu.  Meslektaşı William Ramsay (1852-1916) ile birlikte 1895’te başka hiçbir elementle etkileşime girmeyen bu yeni elementin, yani Argon’un keşfini duyurdular. Lord Rayleigh hem gazların yoğunluğunu ölçmek için yaptığı çalışmalar için hem de Argon’un keşfi için 1904 Nobel Fizik Ödülü’nü aldı.

Argon’un keşfinden sonra Ramsay, Argon’un öteki kaynaklarını araştırmaya yöneldi. Dikkatini Hillebrand’ın makalelerine (Onun 1890’dan sonra yayınlanan makalelerine, özellikle de 1894 tarihli makalesine* ve uranititin başka bir çeşidi olan cleveite (kleyevit)’e çevirdi. Cleveite’ten elde ettiği gazın Argon’un varlığını gösterip göstermediğini anlamak için yaptığı hassas deneyler ve ölçmeler sonucunda, ayrıştırdığı gazda Hidrojen ve Argon’un yanı sıra daha önce yalnızca Güneş tayfında izlenen Helyum’un da varlığını saptadı (1895). Hillebrand’ın fazla önemsemediği farklılıklar (çünkü o bilinmeyen bir gazın arayışı içinde değildi), Helyum’un dünyadaki varlığının anlaşılmasına yol açmıştı (Argon ararken Helyum’u bulmasında da bir rastlantıdan söz edebiliriz). Ramsay 1904’te soy gazlarla ilgili keşifleri için Nobel Kimya Ödülü’nü aldı.

Hillebrand yaptığı deneylerde elde ettiği bazı bulguları göz ardı etmişti. Rayleigh ve Ramsay ise gördüklerinin nedenini tam olarak açıklayabilmek için önce deneylerini tekrarlamış, deneysel hatadan kaynaklanmadığını anladıklarında ise gözlemlerin gerçek anlamını çözene kadar sorunun peşini bırakmamışlardı. Kararlılıklarının  nedeni, deneylerin onlara gösterdiklerinin o güne kadar bilinenler dışında bir bulguya işaret ettiğini hesaba katıyor olmalarıydı.

Bu örnek bize, aynı maddi koşullardaki bilim insanlarından bazılarının deney planlama kapasitelerinin yüksekliğinin, çok daha bilgili ve dikkatli olmalarının, bazı beklentiler içinde bulunmalarının ve sistematik deneyler yapmalarının, kendi keşif “şanslarını” arttırdığını gösteriyor.

Büyük Fransız mikrobiyologu Pasteur’ün (1822-1895), “Bilimsel keşif şansı, sadece zihinlerini ona hazırlamış olanlara güler” sözleri, yukarıda belirtmeye çalıştığımız gerçeği çok güzel özetliyor.

Osman Bahadır

* F. Hillebrand, A plea for greater completeness in chemical rock analysis (J. Am. Chem. Soc., 189416(2), pp 90–93.

CEVAP VER

Please enter your comment!
Please enter your name here