Merak: Yakından bakınca dünya daha tuhaf. - 54. sayfa

Editörün notu

Açık oda

Merak, tanıdık olan yerinden biraz oynadığında başlar. Bu seçki; bildiğimizi sandığımız şeylere yeniden bakmanın yararlı şaşkınlığını bulmak için bilim, sanat, dil ve tarih arasında dolaşır.

Q1991

MerakBiyografi

Radia Perlman’ın yayılan ağaç algoritması, ağ köprülerinin döngüsüz bir yol üzerinde anlaşmasını sağlar; yedek bağlantıları bir arıza onları gerekli kılana kadar devre dışı bırakır.

Yedek bağlantılar ağı dayanıklı kılar; fakat yönetilmeyen döngüler veri çerçevelerini iletişim çökene kadar dolaştırıp çoğaltabilir. Perlman’ın 1980’lerdeki algoritması, dağıtılmış anahtarların mantıksal bir ağaç seçmesine izin verir; bazı bağlantıları geçici olarak sustururken alternatif rota olarak korur. Topoloji değişirse ağaç yeniden hesaplanabilir. Zarafet hem kurumsal hem matematikseldir: merkezî bir trafik görevlisi olmadan bağımsız makineler işleyen tek bir haritada buluşur.

Radia PerlmanKartı aç

Q1992

MerakBiyografi

Maryam Mirzakhani, Riemann yüzeyleri ile bunların modül uzaylarının dinamiği ve geometrisindeki çığır açıcı çalışmalarıyla 2014 Fields Madalyası’nı kazandı; ödülün ilk kadın sahibi oldu.

Bir Riemann yüzeyi esnek ve eğri bir dünya gibi düşünülebilir; modül uzayı ise böyle bir dünyanın alabileceği çok sayıdaki biçimi kaydeder. Mirzakhani bu uzaylardaki yolları saymak ve düzeni açığa çıkarmak için geometriyi, topolojiyi, olasılığı ve dinamik sistemleri birbirine bağladı. Büyük kâğıt yaprakları üzerinde çizip problem bir peyzaja dönüşene kadar düzeltmesiyle tanınırdı. Madalya tarihte bir ilki işaretledi; matematik ise başkalarının görebildiği alanı genişletti.

Maryam MirzakhaniKartı aç

Q1993

MerakBiyografi

Ingrid Daubechies, çok ölçekli sinyal analizini sayısal sıkıştırma, gürültü giderme ve yeniden kurma için uygulanabilir kılan, kompakt destekli ortonormal dalgacıklar oluşturdu.

Fourier analizi hangi frekansların bulunduğunu söyler; dalgacıklar ise kısa bir değişimin ya da keskin kenarın nerede olduğunu da koruyabilir. Daubechies verimli biçimde hesaplanabilen ve özgün sinyali yeniden kurabilen sonlu, matematiksel olarak kesin aileler buldu. Soyları JPEG 2000’de, parmak izi depolamada, tıbbi görüntülemede ve bilimsel veride yaşar. Soyutlaması seçici ama özensiz olmadığı için başarılıdır: pürüzsüz alanlara daha az dikkat verir, ayrıntıyı dünyanın değiştiği yerde harcar.

Ingrid DaubechiesKartı aç

Q1994

MerakBiyografi

Karen Uhlenbeck, modern geometrik analiz ve ayar kuramında temel yöntemler geliştirdi; bu çalışmalar onu 2019’da Abel Ödülü’nü alan ilk kadın yaptı.

Geometrik denklemler, enerji yoğunlaşıp pürüzsüz bir nesne dizisinde tekillik oluşana dek düzenli davranabilir. Uhlenbeck’in kompaktlık ve düzenlilik fikirleri bu bozulmanın nasıl denetleneceğini gösterdi; kabarcığın oluştuğu yerlerin dışında yapıyı korudu. Bu araçlar kısmi diferansiyel denklemler, geometri ve matematiksel fizik arasında dolaştı. Çalışması her tekilliği ortadan kaldırmadı; kırılma anını bilgiye dönüşecek kadar kesin kıldı.

Karen UhlenbeckKartı aç

Q1996

AzimBiyografi

Jane C. Wright, hastaların verdiği yanıtları kültürde çoğaltılan tümör dokusu üzerindeki testlerle karşılaştırdı; kemoterapinin son bir kumardan sistemli bir kanser tıbbı alanına dönüşmesine yardım etti.

Wright, Harlem Hospital Cancer Research Foundation’da babası Louis ile insan tümörlerinden alınan örnekleri çoğaltıp aday ilaçlara maruz bıraktı; laboratuvardaki yanıtı hastada olanlarla karşılaştırdı. Daha sonra ilaç kombinasyonlarını araştırdı, kanser türleriyle tedavileri çapraz eşleştiren bir kayıt sistemi kurdu ve güçlü maddeleri derindeki tümörlere ulaştıran kateter teknikleri geliştirdi. İlaçların kanseri gerçekten tedavi edebileceğini henüz kanıtlamaya çalışan bir alanda, yanıtı gözlemlenecek, karşılaştırılacak ve öğrenilecek bir şeye dönüştürdü.

Jane C. WrightKartı aç

Q1997

AzimBiyografi

Percy Lavon Julian, fizostigminin ilk toplam sentezini gerçekleştirdi; ardından soya sterollerinden steroid ilaçlar için uygun maliyetli başlangıç maddeleri üreten endüstriyel yollar geliştirdi.

Julian ve Josef Pikl 1935’te fizostigminin toplam sentezini tamamlayarak Kalabar fasulyesindeki kıt bir bileşiği glokom tedavisi için daha erişilebilir kıldı. Julian daha sonra Glidden’da, dev bir soya yağı tankına sızan suyun değerli sterolleri beyaz bir tortuda yoğunlaştırdığını fark etti. Bu kazayı, ara ürünleri progesteron ve kortikosteroid ilaçların üretimini besleyen bir sürece çevirdi. Laboratuvarlar Siyah olduğu için kapılarını defalarca kapatmıştı; o ise moleküllerin içinden endüstriyel ölçekte yollar açarak karşılık verdi.

Percy Lavon JulianKartı aç

Q1998

MerakBiyografi

Ernest Everett Just, döllenme sırasında yumurta hücresinin yüzeyindeki belirleyici değişimleri ortaya çıkardı ve canlı hücrelerin çevrelerine sadık koşullarda incelenmesi gerektiğini savundu.

Just, Woods Hole’daki Marine Biological Laboratory’de deniz omurgasızlarının yumurtalarını canlı ve deneysel açıdan güvenilir tutma konusunda uzmanlaştı. Spermin giriş noktasının ilk bölünme düzlemini belirlemeye yardım ettiğini gösterdi; başka spermlerin yumurtaya girmesini engelleyen yüzey tepkilerini araştırdı. 1939 tarihli The Biology of the Cell Surface kitabı ömürlük bir savı bir araya getirdi: hücre, yalıtılmış parçalarının toplamından ibaret değil; bütün bir çevreye yanıt veren etkin bir sınırdır. Kesinlik, örneği neyin canlı tuttuğuna saygıyla başlıyordu.

Ernest Everett JustKartı aç

Q1999

MerakBiyografi

Annie Jump Cannon 350.000’den fazla yıldız tayfını sınıflandırdı ve tayfsal sınıflandırmanın kalıcı çerçevesine dönüşen O-B-A-F-G-K-M dizisini geliştirdi.

Harvard College Observatory’de ‘bilgisayar’ olarak işe alınan kadınlar cam plakaları okurken unvanlar ve teleskoplar çoğunlukla erkeklere veriliyordu. Cannon, karmaşık tayf sınıflarını yıldız ışığında yinelenen özelliklere dayanan açık bir diziye indirdi; sonraki çalışmalar bu sıranın sıcak yıldızlardan soğuklara doğru da ilerlediğini gösterdi. Hızı efsaneydi, fakat başarısı yalnızca ayırmak değildi. Yüz binlerce gözlemi karşılaştırılabilir kılarak bir arşivi, yıldızların nasıl farklılaşıp evrildiğini sorgulayan bir araca dönüştürdü.

Annie Jump CannonKartı aç

Q2000

AzimBiyografi

Gertrude B. Elion ve George Hitchings, sağlıklı hücrelerle hedefleri arasındaki biyokimyasal farklardan yola çıkarak ilaçlar tasarladı ve akılcı ilaç geliştirmenin temel ilkelerini kurdu.

Elion 1944’te Burroughs Wellcome’da Hitchings’e katıldı; kimya, mikrobiyoloji, farmakoloji ve virolojinin kesişiminde çalıştı. Ekipleri, kör taramaya göre bir tümörün, mikrobun ya da bağışıklık hücresinin metabolizmasını daha seçici biçimde kesintiye uğratabilecek analog moleküller üretti. Bu program lösemi için 6-merkaptopürini, organ nakli için azatiyoprini, gut için allopürinolü ve daha sonra asiklovirin herpes virüslerine karşı geliştirilmesinde merkezi rol oynayan çalışmaları doğurdu. 1988 Nobel Ödülü tek bir ilaçtan daha büyük bir yöntemi onurlandırdı: önce yaşamın nasıl işlediğini anla, sonra kesintiyi tasarla.

Gertrude B. ElionKartı aç

Q2001

MerakBilim

Bulut odasında yüklü bir parçacığın bıraktığı iyonlar, aşırı doymuş buharda damlacık çekirdekleri oluşturur; görünmez bir geçişi parlak ve fotoğraflanabilir bir ize çevirir.

Charles Wilson işe bulutların nasıl oluştuğunu inceleyerek başladı. Hızlı genleşme, odadaki nemli havayı buhar yoğunlaşmaya hazır hâle gelene kadar soğutuyordu; yüklü parçacık da damlacıkların tutunduğu bir iyon izi bırakıyordu. Manyetik alanlar parçacıkların yörüngelerini bükebiliyor, ortaya çıkan eğri izler de fizikçilerin geometriden yükü ve momentumu çıkarmasını sağlıyordu. Bulut odası fotoğrafları kozmik ışın olaylarının ve pozitronun ortaya çıkarılmasına yardım etti. Alet parçacığın kendisini fotoğraflamadı; atmosferin son derece kısa yanıtını fotoğrafladı.

Cloud chamberKartı aç

Q2002

MerakBilim

Taramalı tünelleme mikroskobu, atomik ölçekte sivri bir ucu iletken yüzeye son derece yaklaştırıp aradaki boşluktan tünelleyen kuantum akımını ölçerek harita çıkarır.

Klasik fiziğe göre örnekteki ve uçtaki elektronların vakum engeliyle ayrı kalması gerekir. Kuantum mekaniği, dalga benzeri olasılıklarının engelin biraz ötesine uzanmasına izin verir; böylece uzaklıkla çok keskin değişen bir tünelleme akımı doğar. Geri besleme, akımı sabit tutmak için ucu kaldırıp indirirken bu hareket yüzeyin elektronik topografyasına dönüşür. Gerd Binnig ile Heinrich Rohrer bu etkiyi IBM Zürih’te bir cihaza çevirdi ve 1986 Fizik Nobel Ödülü’nü paylaştı. Yeterince yakında, yasak geçiş bir cetvel olur.

Scanning tunnelling microscopeKartı aç

Q2003

MerakBilim

Atomik kuvvet mikroskobu, minicik bir konsol üzerindeki uçla yüzeyi izler; son derece küçük kuvvetleri ve sapmaları üç boyutlu nano ölçekli bir haritaya çevirir.

Taramalı tünelleme mikroskobu elektrik akımına bağlıydı ve bu yüzden iletken örnekleri tercih ediyordu. Gerd Binnig, Calvin Quate ve Christoph Gerber 1986’da başka bir haberci önerdi: kuvvet. Mikroskobik uç yüzeye değebilir ya da hemen üzerinde durabilir; çekim ve itme konsolu büker, bir lazer de çoğunlukla bu hareketi algılayıcı için büyütür. Yöntem vakumun yanı sıra yalıtkanlarda ve sıvılarda çalışabildiğinden polimerleri, zarları ve biyolojik yapıları nano ölçekli peyzaja taşıdı. Görmek, disiplinli bir dokunma biçimine dönüştü.

Atomic force microscopyKartı aç

Q2004

MerakBilim

Elektron mikroskopları, görünür ışık mikroskoplarının ayırt edebileceğinden çok daha küçük yapıları çözmek için kısa dalga boylu elektron demetleri ve elektromanyetik mercekler kullanır.

Işık mikroskobu, ayrıntılar aydınlatmanın dalga boyuna yaklaştığında çözme gücünü kaybeder. Elektronlar da dalga gibi davranır; fakat hızlandırılmış elektronların dalga boyu çok daha kısa olabilir. Ernst Ruska ile Max Knoll onları odaklamak için manyetik bobinler kullandı; 1931’deki prototipleri Ruska’nın 1933’te optik çözünürlüğü aşan cihazına ulaştı. Modern transmisyon elektron mikroskopları elektronları çok ince örneklerin içinden geçirir; taramalı elektron mikroskopları ise yüzeylerden gelen sinyalleri okur. Görüntüler vakum, hazırlık ve yorum gerektirir; yine de hücreleri, virüsleri ve malzemeleri cam merceklerin ufkunun çok ötesinde açtılar.

Electron microscopeKartı aç

Q2005

MerakBilim

Kütle spektrometrisi bir numuneyi iyonlaştırır, oluşan iyonları kütle/yük oranına göre ayırır ve bolluklarını kaydeder; ortaya çıkan spektrum bileşikleri, izotopları ve moleküler yapıyı açığa çıkarabilir.

Bu aygıt mikroskobik bir tartı kefesi değildir. İyon kaynağı atom ya da moleküllere yük kazandırır; analizör yollarını veya uçuş sürelerini ayırır; dedektör ulaşanları sayar. Bazı yöntemler büyük molekülleri korurken bazıları onları bilgi taşıyan parçalara böler. Tek bir kütle/yük oranı kimliği daraltır ama onu nadiren tek başına belirler: tepeler kalibrasyon, kimya bilgisi ve referans spektrumlarla kanıta dönüşür.

Mass spectrometryKartı aç

Q2006

MerakSanat

On dokuzuncu yüzyıl sonunun kronofotografi teknikleri, hareketin ardışık evrelerini görüntü dizilerinde ya da tek bir plaka üzerinde kaydederek insan ve hayvan devinimini ölçülebilir kıldı.

Eadweard Muybridge yan yana kameralarla atın adımlarını ayrı anlara böldü; Étienne-Jules Marey ise tek bir bakış açısından düzenli pozlamaları üst üste bindiren yöntemlerle hareketi iz ve aralığa çevirdi. Görüntüler resimlerde saklı varsayımları düzeltti, beden üzerine yeni araştırmalar açtı ve erken sinemaya görsel dilinin bir bölümünü verdi. Film görüntüleri hareket ettirmeden önce fotoğraf, hareketi düşünmeye yetecek kadar durdurdu.

ChronophotographyKartı aç

Q2007

MerakSanat

1907’de piyasaya çıkan Autochrome Lumière, boyanmış mikroskobik patates nişastası tanelerinden oluşan mozaiği fotoğraf emülsiyonuyla birleştirerek rengi cam üzerine kaydetti.

Lumière işlemi milyonlarca küçük kırmızı-turuncu, yeşil ve mavi-mor nişasta tanesini cam plaka üzerine yaydı; araları lamba isiyle doldurup ekranı ışığa duyarlı emülsiyonla kapladı. Ters işlemden geçen saydam görüntü, ancak içinden ışık geçince parlıyordu. Uzun poz süreleri hareketi yumuşatıyor, düzensiz mozaik görüntülere noktacı bir hava katıyordu: modern renk, hiç umulmadık bir mutfak malzemesinden doğmuştu.

Autochrome LumièreKartı aç

Q2008

MerakBilim

Fotogrametri, örtüşen fotoğraflardaki eşleşen noktaları bulur; kamera geometrisi ve paralakstan yararlanarak mesafe, biçim ve üç boyutlu koordinatları hesaplar.

Kamera yer değiştirdiğinde bir ayrıntının görüntü içindeki konumu kayar; bu görünür uyuşmazlık geometrik bilgi taşır. Kamera konumları bilindiğinde ya da hesaplanabildiğinde yazılım, aynı noktaları farklı görüntüler boyunca izler ve uzaydaki yerlerini üçgenlemeyle bulur. Sonuç bir harita, yapı rölövesi, arazi modeli ya da dokunulamayacak kadar kırılgan bir nesnenin kaydı olabilir. Burada kamera, görüntü üreticisi kılığına girmiş bir ölçüm aracıdır.

PhotogrammetryKartı aç

Q2009

MerakTeknoloji

Lidar, lazer darbelerinin dönüş süresini ölçerek üç boyutlu nokta bulutları kurar; örtüdeki boşluklardan zemine ulaşan darbeler ince arazi izlerini ve bitkilerin gizlediği arkeolojik peyzajları ortaya çıkarabilir.

Lidar aygıtı hızlı darbeler gönderir ve her gidiş-dönüş süresini mesafeye çevirir. Uçak ya da uydu bu ölçümü milyonlarca kez yineleyerek çatı, dal ve zeminden oluşan bir nokta bulutu kurar. Işık katı yaprağın içinden geçmez; yeterince darbe küçük açıklıkları bulur ve uzmanlar örtü dönüşlerini araziden ayırır. Sayısal orman kaldırıldığında eski yollar, teraslar ve temeller, toprağa tek kürek girmeden belirebilir.

LidarKartı aç

Q2010

MerakBiyoloji

Çevresel DNA araştırmaları suya, toprağa ya da havaya bırakılmış genetik izleri saptar; araştırmacılar canlıları görmeden veya yakalamadan türleri arayabilir.

Canlılar hücre, pul, mukus, polen, atık ve başka izleri çevrelerine bırakır. Araştırmacılar numuneyi süzer, DNA’yı çıkarır ve tek bir hedef tür için belirteç arar ya da topluluk genelinde paylaşılan belirteçleri çoğaltıp diziler. Yöntem nadir ve saklı yaşamı daha az rahatsızlıkla bulabilir; ancak pozitif sinyal nüfus sayımı değildir: DNA taşınır, bozunur ve kirlenebilir. Varlık ile yokluk hâlâ ekolojik muhakeme ister.

Environmental DNAKartı aç

Q2011

MerakOkyanus

Binlerce özerk Argo şamandırası okyanusta tekrar tekrar alçalır ve yükselir; yüzeye çıkıp açık verileri uyduyla göndermeden önce sıcaklık, tuzluluk ve basıncı ölçer.

Tipik bir Core Argo şamandırası günlerce derinde sürüklenir, yaklaşık 2.000 metreye iner, ardından yükselirken su sütununun profilini çıkarır. Yüzeyde ölçümleriyle konumunu uydulara gönderip yeniden dalar; bir çevrimi çoğunlukla yaklaşık on günde tamamlar. Dünya’nın buzsuz okyanuslarına yayılan filo, geniş ve seyrek ziyaret edilen suları herkesin erişebildiği, sürekli yenilenen bir iklim kaydına dönüştürdü.

Argo (oceanography)Kartı aç

Q2012

MerakBilim

Kibble terazisi, ağırlığı Planck sabitinin sabitlenmiş değerine bağlı kuantum elektrik standartlarıyla ölçülen elektromanyetik kuvvetle dengeleyerek kilogramı gerçekleştirir.

Terazi bağlantılı iki kipte çalışır. Birinde kütlenin ağırlığı, akım taşıyan bobindeki manyetik kuvvetle eşleştirilir; diğerinde aynı sistem, bobin hareket ettirilip indüklenen gerilim ölçülerek kalibre edilir. Kuantum standartları elektrik ölçümlerini, değeri 2019’da yürürlüğe giren SI tanımında sabitlenen Planck sabitine bağlar. Yeterli donanıma sahip bir metroloji enstitüsü artık bütün kütleleri yaşlanan tek bir nesneyle karşılaştırmak yerine tekrarlanabilir bir tariften gerçekleştirebilir.

Kibble terazisiKartı aç

Başka bir odaya geçinAzimBir kez daha denemek için.