Bilim
Havagazı « İcatlar ve Keşifler
Nıcolas Leblanc, Philippe Girard, Jacquard, gibi bahtsız mucitlere şimdiden Jouffroy d'Abbans, Chappe ve Fulton'u ve konumuzla ilgili olarak Philippe Lebon'u ekleyelim. Havagazınm, mucitlerinden biri olan Lebon da ötekilerden daha şanslı olmadı. Bir sabah ölüsünü sokakta buldular ve mezarlıkta bir çukura gömdüler.
Eski dönemlerde verilen gösterişli davet ve eğlentilerin öyküsünü tarih kitaplarında okuyoruz: Kral saraylarının muhteşem dekoru, muazzam salonlarda şatafatlı giyimleriyle boy gösteren senyörler, operada suareler, balolar, şölenler... Bu zengin dünya nasıl aydınlatılmaktaydı, diye kendi kendimize sık sık sormuşuzdur.
Geriye doğru işleyen bir zaman makinesi olsa da sözgelişi üç yüzyıl öncesine, XIV. Louis zamanına gidebilsek, şimdi bize gülünç gelen görünümlerle karşılaşırız: Versay sarayının Aynalı Galeri'sinde orada burada yanan pis kokulu isli mumların titrek ışığı altında davetlilerin gölgeleri hayaletler gibi kımıldar dururdu...
Mumlar, Devrim öncesi yıllarına kadar pahalı ve en ileri ışıklandırma aracı olarak kullanılmıştı. Balmumundan yapılanı halkın asla uzanamayacağı büyük bir lükstü. Yağ lambasıysa çok az sayıda kimseler dışında kullanılmaz olmuştu.
Sokakların aydınlatılmasına ilk defa 1667'de Paris'te başlandı ve içinde mumlar yanan lambalar kullanıldı. 1769'da bütün şehirde bu lambaların sayısı 3.500 idi ve bu göster? karşısında dünya parmak ısırdı.
Bununla birlikte, 1780'de İsviçreli asıllı bir Fransız, Argand (1750-1803) ışık gücünün, bir hava akımı yaratılarak artırılması durumunda yağ lambasının geleceğin aydınlanma aracı olabileceğini düşündü ve deneyler yapmaya koyuldu. Fitilli bütünüyle yağ kabının içinde bırakacağına, hafifçe dışarı çekti ve ekseni çevresinde hava akımının dolaşabilmesi için silindir biçimine soktu. Alev halka biçimini aldı ve lamba Argand'ın umduğu gibi daha güçlü bir ışık vermeye başladı.
Ne yazık ki, mucit, Etienne de Montgolfier'in de yakın dostu olduğu halde Fransız halkının ilgisini çekemedi. Tek ilgi gösteren kişi yararlı her yenilikten yana olan ve adından çok söz ettiğimiz İngiliz Boulton oldu. Ancak Argant'ın lambasının noksanları vardı; sözgelişi, baca görevi yapacak camı yoktu.
Bu camı bulanın Quinquet adında bir Fransız eczacısı olduğu sanılıyor.
Yeni ışıklandırmanın halka tanıtılması 27 Nisan 1874'te Paris'in ünlü tiyatrosu Comedie Français'de, "Figaro'nun Düğünü"nün ilk temsilinde yapıldı. Çabuk yaygınlaşarak 1860'da petrol lambalarına da uygulandı ve havagazının benimsendiği tarihe kadar bütün dünyada kullanıldı.
Argand'ın İngiltere'de, bu işi Boulton'a bırakması üzerine Birmingham'daki fabrikalar harıl harıl Argand lambası imal etmeye başladılar. Boulton'un fabrikaları durmadan gelişerek dünyanın en büyük tesisi durumuna gelmişti. Bütün ülkelerde ve İngiltere'nin bütün kontluklarında temsilcileri bulunmaktaydı. Cornouailles'daki temsilci, William Murdöck (1754-1839) adlı bir mühendisti. O güne kadar birçok yararlı icatları olmuştu. 1780'de Murdöck, Boulton'u bir ziyareti sırasında, ona çocukluğunda yapmış olduğu bazı deneylerden söz etti: Doğduğu İskoçya'nın kömür bölgesi Ayr'de kömür yakar, arıtır, dumanını toplamakla vakit geçirirmiş. Bu defa patronunun desteğiyle aynı deneyleri tekrarlamaya koyuldu.
Bu sabırlı kişinin çalışmalarının ayrıntıları hakkında bilgi sahibi değiliz. Fransız Lebon'unkinin aynısı olsa gerekti: Kuşkusuz bu dumanı topladıktan sonra arıtmak için sudan geçirmiş ve çıkan gazı yakmış, alevinin beyaz, parlak bir ışık verdiğini gözlemlemişti.
Bu "yanargaz" bir yenilik değildi. İngiliz Shirley 1667' de, Clayton 1739'da ve Dixon 1760'da buna dikkati çekmişlerdi. Hatta 1783'te Belçikalı Minkeleers, Louvain Üniversitesinin kitaplığını ve 1787'de Murdock'un vatandaşı Dundonald Kontu Culross, manastırının holünü bununla aydınlatmıştı. Ama Murdöck eserini, bu yarınsız girişimlere hiç benzemeyen bir inatla sürdürdü. 1792'de ışıklandırmayı önce evinde kurdu ve pis kokuları gidermek için karmaşık arıtma işlerine girişti.
Bu uzun çalışmalarının sonucunu ancak 1801'de alabildi. Ancak, bu yıllarda yalnız bununla uğraşmamıştı. Boulton ve Watt işten çekilmişler ve sorumluluğun bir kısmını aktarmak üzere onu çağırmışlardı. Murdöck işlerine öylesine dalmıştı ki, PhiKppe Lebon adlı bir Fransızın, havagazını keşfetmiş olduğunu ve Paris'te genel yerleri aydınlatmaya hazırlandığı söylentileri kulağına gelmemiş olsaydı eski araştırmalarını befki de unutup gidecekti. .Bunun üzerine işe koyuldu. 1803'te Boulton fabrikalarını ve 1805'te Manchester'deki Philips ve Lee fabrikalarını aydınlattı.
Murdöck 1780'de, Cornouailles'da deneylerine başladığı zaman Lebon henüz 11 yaşında idi. 1792'de, yani İskoçyalı, evini havagazıyla aydınlatmaya başladığı sıralardaysa, Lebon Angouleme'de mühendislik yapmaktaydı. Doğduğu şehirde yaşadığı bu kısa dönemde ani bir esinlenmeyle araştırmalara başladı. Talaş almış, bunu bir tüpün içinde yakmış, tüpün ağzına da ıslak bir bez bağlamış, bezden süzülen gazın yandığını ve keskin bir aydınlık verdiğini gözlemlemişti. Temel bulgu bu olmakta birlikte işi geliştirmek ve yararlanılabilir bir duruma getirebilmek için çok çalışması gerekecekti.
Lebon, ısınma ya da aydınlanmada, yanar maddelerden daha elverişli bir şekilde yararlanma ve bu maddelerden çeşitli ürünler elde etme konusundaki yöntemlerinin beratını ancak 1799'da alabildi. Bu yöntemler, önce odunu ısıtma ve damıtma yoluyla katranını çıkarmak, sonra elde edilen gazı su dolu bir kabın içinden geçirmekti. Gaz, suyun içinde arınıyor ve Lebon'un verdiği adla, "thermolampe" (ısı lambası) denen lambalarda yanıyordu.
Ne var ki, arıtma işlemi her halde tam olmamıştı; çünkü Paris'te yerleştiği evin çevresindeki komşular mahalleyi pis kokular sardı diye gürültüler koparttılar. Bunlara tabii mum ve Argand lambası yapımcılarınınki de eklenmeye başladı. Lebon boyun büküp evden taşınmak zorunda kaldı. Dominique sokağındaki Seignelay konağını kiraladı ve bütün Paris'i bir gösteriye davet etti. Sonuç bir zafer oldu. Burada halka yalnız küçük çapta bir gazhane değil, aynı zamanda bir deney laboratuvarı da göstermiş; evi ve bahçeyi, gazı yakan lambalarla ışıl ışıl aydınlatmıştı.
Bununla birlikte partiyi kazanmış sayılmazdı. Çünkü gazın kokusu çekilir gibi değildi. Deneyleri sürdürecek parası da kalmamıştı. Üstelik taşkömürü yerine odun gibi bir maddeden hareket etmiş olan Lebon, çıkmaza girmişti. Gelecek Murdock'un yöntemindeydi. İşin bir gün tatsızlığa varacağını anlayan mucit, çaresiz Normandiya'ya gitti ve gazhanesini Rouen'de kurdu. Orada kendisini İngilizler. Almanlar, Ruslar ve daha başkaları ziyarete geliyor, yöntemini öğrenip evlerinde uygulamaktan çekinmiyorlardı.
Her ne hikmetse, havagazının iki muciti de icatlarından bir yarar sağlayamadılar. Hemen hemen iflâs durumuna gelen ve mühendislikten aldığı maaşla geçinmekte olan Lebon, Napolyon'un taç giyme töreninde bulunmaya Paris'e gittiği 2 Aralık 1804 gecesi Champs-EIysee'de öldürüldü. Murdock ise 1839'a kadar yaşadı ve başka icatları oldu.
1805'te Veierendeel'in deyimiyle yarı bilgin, yarı şarlatan bir Alman Londra'ya geldi. Adı Winzler olan bu Kişi Avrupa'nın belli başlı şehirlerinde havagazının çığırtkanlığını yapıyordu. Kamusal bir gösteri yapma izni alarak Carlton Hous Gardens'in duvarlarından birinin üstüne bir havagazı feneri yerleştirdi. Sonra bir gaz şirketi kurdu ve Londra sokaklarını aydınlatma işini üstlendi.
Ama işler kolay yürümüyordu: Halk yangından ve zehirlenmekten korkuyor, öte yandan Walter Scott dumanla aydınlanmayı uman ve ışığı borularla taşımayı kuranların aklına şaşıyordu. 1814'te bütün bunlara rağmen havagazı, Londra sokaklarını aydınlatmaya başladı; 1817'de Amerika'da, daha sonra da Paris'te ilk gaz lambaları yandı.
Paris'te, Philippe Lebon'un dul eşi, kocasının yarıda kalan görevini üstüne alarak 1811'de bir gazhane kurdu. XVIII. Louis ve kendisinden başka hiç kimsenin bu yeni aydınlanma şekline güvenleri yoktu. 1817'de ilk denemenin yapılması kralın ısrarları sayesinde mümkün oldu ve gaz fenerleri ancak 1829'da Paris'i aydınlatmaya başladı. Fakat, yağ lambaları ancak 25 yıl sonra tam anlamıyla söndü.
Süperiletkenlik « Genel
Elektronun keşfinin ortaya çıkardığı en önemli sonuçlardan birisi süperiletkenliğin bulunmasıdır. Elektrik akımı, yani elektronların akışı, iletken kablolar yardımıyla sağlanır. Fakat bu metal kabloların elektriksel dirençleri vardır ve akımın telden akması sırasında bu direnç nedeniyle enerjilerinin bir kısmı atık ısıya dönüşür.
Süperiletken malzemelerde ise neredeyse hiç elektriksel direnç yoktur. Dolayısıyla elektrik akımı bir süperiletkenden hiç enerji kaybına uğramadan akabilir.
Süperiletkenliğin keşfi, yüzyılımızın başlarında oldu. Danimarkalı fizikçi Kamerlingh Onnes, 1908 yılında, mutlak sıfırın birkaç derece üstündeki sıcaklıklarda civanın elektriksel direncini ölçerken 4,2 °K’de direncin aniden sıfıra gittiğini gözledi. Daha sonraları, bu mükemmel iletkenliğe keskin geçişin, başka metal ve alaşımlarda da olduğu bulundu ve bu olguya süperiletkenlik adı verildi.
Bir metal, özelliklerine bağlı olarak değişen ve geçiş sıcaklığı adı verilen belli bir sıcaklıkta süperiletken hale gelir. Örneğin çinko için bu sıcaklık 0,88 °K iken kurşun için 7,2 °K dir.
Süperiletkenlik olgusu, elektronların davranışıyla belirlenir: Süperiletken bir metalin kristal örgüsündeki serbest elektronların, civarlarındaki pozitif iyonlarla etkileşmeleri, örgüde kusurlara neden olur. Bunun sonucunda, normalde birbirlerini itmesi gereken elektronlar arasında dolaylı bir çekim kuvveti dolayısıyla metal içinde elektron çiftleri oluşur.
"Cooper Çiftleri" adı verilen bu elektron çiftlerinin, saçılma ile birbirlerinden ayrılmaları zordur. Üstelik bu çiftlerin, saçılmayı önleyici kuantum özellikleri de vardır. Bu çiftler süperiletkenliğin sorumlusudur. Çünkü metallerde elektriksel iletkenlik, temelde saçılmaya bağlıdır; ne kadar az sayıda saçılma olursa metal elektriksel olarak o kadar iyi iletken hale gelir.
Süperiletkenlik olgusunun kuramsal olarak açıklanması, yüzyılımızın ortalarında John Bardeen, Leon Cooper ve John Schrieffer isimli üç Amerikalı fizikçi tarafından yapıldı ve bu çalışmaları onlara Nobel Ödülü kazandırdı.
Kimyasal Gübre « İcatlar ve Keşifler
Bununla birlikte XIX. yüzyılın ilk yarısında et özüyle yaşanabileceğine marnlamıyordu. Günümüzde bunca bollaşan konsantre çorbalar henüz çok enderdi. Temel besin ekmek ve halkın büyük çoğunluğu için tahıllardı. Ekmek yapımı da gelişmemişti. Makinelerle hamur yoğurma tekniği gittikçe yaygınlaşmaktaydı ve fırınlar genellikle odunla ısıtılmakla birlikte kömür de kullanılmaya başlanmıştı.
Buğday ekimine gelince hâlâ eski yöntemle sürdürülüyor ve bu tarım hâlâ bilgisizlik içinde yüzen köylülerin elinde bulunuyordu. Ama yine de Devrim'den bu yana toprak işçisinin hayat şartlarında bir gelişme olmuş, botanikçiler tarım işleriyle yakından ilgilenmeye başlamışlardı. XVIII. yüzyılda "iyi tarımcı" aranıyor, bilim adamları tarım üzerine makaleler yazıyor, kaliteli tohum ve verimli çalışma konuları ciddi şekilde ele alınıyordu.
Henri-Louis Duhamel du Monceau (1700-1782), buğdayı on yıldan fazla saklamanın yolunu bulmuş, ayrıca hayvanların beslenmesi ve ağaçların aşılanması konusunda incelemeler yapmıştı. Abbe Henri Alexandre Tessier (1741-1837), 1776'da buğday çeşitleri üzerinde denemelere girişmişti. 1800'den sonra Alman tarım bilgini Albrecht Taer (1752-1828), tarım tekniğini modernleştirmeye çalışmış. İsviçreli Theodore de Saussure (1767-1845), bitkilerde solunum ve beslenme mekanizmasını aydınlatmıştı. Fransız Jean-Baptist Boussingault (1802-1887), toprağın beslenmesi ve gübrelerin rolü üzerinde çalıştı. Böylece bilim, tarım konusuna da eğilerek onu başlı başına bir bilim dalı haline soktu. Fransa'da ilk tarım okulu 1822'de Nancy'de kuruldu. Bunu 1827'de Grignon'daki okul izledi. 1830'da bir Tarım Bakanlığı ve 1848'de Tarım Enstitüsü kuruldu.
Ancak, bu takdirde değer çabalara rağmen, tarım konusunda ağır bir gelişme göze çarpmaktaydı. Köylüler atalarından kalma bilgilerinden şaşmıyorlardı. Elde ettiklerini iyi fiyatla satmaya bakıyor ve gerisini umursanıyorlardı, İngiltere dışında, öteki ülkelerde yenilik çıkaranlara kuşkulu gözlerle bakılmaktaydı. Yaşayışlarındaki yalınlık, kalın kafalılıklarının aynasıydı sanki.
Daha önce anlattığımız gibi, İngiltere toprağı dinlendirme yöntemim kaldırarak bir "tarım devrimi" yapmayı başarmıştı. Bu yenilik özellikle 1840'larda Kara Avrupası'na yayıldı. Böylece toprak yalnız tahıl vermekle kalmayıp hayvan yemi de verdiğinden davarlar ve bunun sonunda da gübre çoğalmıştı. İngilizler bu durumdan yararlanıp hayvan türlerini geliştirmişler, bilinçli çiftleştirmelerle en iyi yünü veren koyun, en iyi eti sağlayan sığır türleri üretip yetiştirmişlerdi.
Toprağın ekiminde iki, üç, dört yıllık bir almaşık yöntem, o ezeli kıtlık korkusuna son vermiş, aynı zamanda kolza, şeker pancarı, şerbetçiotu gibi sınai bitkilerinin ekimine ve bostancılığa da hız vermişti. Bu arada saban yavaş yavaş yerini pulluğa bırakıyordu. Böylece toprak daha derin kazılmaya, gübrelenmeye, kireçten yoksun topraklara kireç verilmeye başlanmıştı.
Gübrelemek ve kireçlemek toprağı fizik ve kimyasal yönden geliştirmenin tek yöntemi olarak bilinmekteydi. Tarımcılığın başlamasında o güne kadar bilinen tek gübre türü hayvansaldı. Buna ara sıra bazı deniz yosunlarını da eklerlerdi. Bu sırada Thiersli köylülerin ilginç bir gözlemi oldu: Yakınlarında bulunan bıçak sapı fabrikasının, kemik artıklarını tarlalara döktüklerinden iyi ürün aldıkları dikkatlerini çekti. Bu gözlemin söylentileri kulaktan kulağa yayıldı ve kemiklerin gübre olarak kullanılması yaygınlaştı. Açıkgözler kemikleri toplayıp değirmenden geçirmeye ve tarımcılara satmaya koyuldular. Tüketim çoğalınca insan kemiklerine de dadandılar ve Napolyon'un savaş alanları temizlenmeye başlandı.
Kemik nasıl bir oluşumla tarlaların verimini artırmaktaydı? Bu soru Liebig'in kafasını kurcaladı ve Giessen'deki laboratuvarında bitkilerin beslenmeleri üzerine araştırmalar yapmaya koyuldu. 1840'da şöyle bir gözleme vardı: Bitkiler beslenmeleri için gerekli olan karbonu havadan, fosfor ve potasyumu topraktan alıyorlardı. Öyleyse toprağın verimliliği bu maddelerin ne oranda bulunduğuna bağlıydı. Kemiklerde fosfat bulunduğundan, bu oluşum açıktı.
Liebig, köklerin fosfatı daha iyi emebilmeleri için kemiklerin sülfürik asitle işlenmesini salık verdi. Bu öğüdü John Lawes adlı bir İngiliz (1414-1900) değerlendirdi. Rothamsted'deki (Hertfortshire) malikânesinde daha önce de bitkiler üzerinde araştırmalar yapmıştı. Liebig'le işbirliği kurarak kemik toplama işine girişti ve evini fabrika durumuna soktu. Buldukları kemikleri burada işleyerek süperfosfat adiyle piyasaya sürdüler (1843).
Lawes iyi bir sanayiciydi. Büyük bir servet yaptı ve tarımcıları da zengin etti. Aynı zamanda bilim adamı olduğundan, bir deneme merkezi haline gelen fabrikasında deneylerini sürdürmekteydi. Çalışmalarının sonunda, bitkilerin azotu havadan değil de topraktan aldıklarını ortaya koydu, önemli olan bu buluş tarımsal kimyaya yeni bir alan açmıştı. Bunun üzerine Şili'den nitratlar ve Peru'dan guano (kuş gübresi) ithal edilmeye başlandı.
Liebig, bitkilerin beslenmesinde potasyumun rolünü açıklamıştı. Bu besin Şili nitratlarında bulunmaktaydı. XIX. yüzyılın ikinci yarısında, Stassfurt'da (Almanya) dünyanın en zengin potasyum yatakları ortaya çıkarıldı. Böylece 1860 dolaylarında kimyacılar toprağa ihtiyacı olan fosfor, azot ve potasyumu istenen oranda verebildiler. Verim büyük çapta artmış ve o ezeli kıtlık korkusu tarihe karışmıştı. Rothamsted Deney İstasyonuna göre, 1771'de hektar başına alman ürün 21 hektolitre iken, 1885-1894 arasında 25.7'ye yükselmişti.
Öte yandan, ekim tarzı da gelişmişti. Makineleşmenin sanayiye getirdiği baş döndürücü ilerleme herkesin gözü önündeydi. 'Azami' üretim için bunun şart olduğunu artık herkes takdir ediyordu. Çünkü makine insandan daha çabuk iş görmekle kalmamakta, üretime insan elinin aciz olduğu bir düzen ve standardizasyon getirmekteydi.
Makineleşmeyi tarıma sokmak, denenmeye değer bir şey olarak görülmeye başlanmıştı. Toprağı kazan, eken, sürgü çeken, biçen, döven bir makine, o güne kadar saçma olarak düşünülmüştü, ama neden olmasındı? Galyalılar bir tür biçki makinesi kullanmışlardı: Öküzlerin çektiği bir arabanın altında bulunan dişliler buğdayı kapıp kesmekteydi. Ne var ki, bu makine tutulmamış, çarçabuk unutulup gitmişti. Çünkü tarımda makineleşme, ancak el emeğinin kıt olması durumunda yararlıdır.
Sezar'ın zamanında el emeğinin kıt olması diye bir şey söz konusu değildi. Bu ihtiyaç gerçekten ancak XVIII. yüzyılın sonlarında duyulmaya başlandı. O dönemde Sanayi Devrimi İngiliz köylülerini şehirlere çekmekteydi. Yüzlerce hektarlık toprakların sahipleri bu durumda modern tekniğe başvurmak zorunluluğunu duydular. Küçük toprak sahipleriyse topraklarını satıp şehirlere, fabrikalarda işçi olarak çalışmaya gidiyorlardı. El emeği kıtlığı tehlikeli bir durum almaya başlamıştı. Zengin tarımcıların projeleri altüst olacağa benzerdi. Buğdayı makineler aracılığıyla biçme imkânı bulunmaz mıydı?
Royal Society, sorunu yarışmaya koydu (1780). Binlerce ve çoğu hayali cevaplar geldi, öyle ki, XIX. yüzyılın ilk çeyreğine kadar şöyle elle tutulur bir çözüm şekli ileri süren olmadı. Ta 1828'e, Patrick Bell'in "biçer"ine kadar. Bu araçla, ekinler gel-git hareketine uyan bir bıçakla kesilip kenara atılmaktaydı.
Aynı tarihlerde makineleşme sorunu Amerika'da ciddi bir durum almıştı. Bu ülkede el emeği kıtlığı yoktu, ama topraklar el emeğiyle ekilmeyecek kadar büyüktü. Louisiana'yı ve daha birçok devletleri de içine alarak genişlemiş olan Amerika Birleşik Devletleri'nde çiftliklerden her biri Belçika büyüklüğündeydi ve esir tüccarları harıl harıl zenci köle taşıdıkları halde, bunlar uçsuz bucaksız topraklarda kayboluyorlardı. Bu durumda, makineleşme çok ciddi bir sorun olarak karşılarına çıkmaktaydı.
Sorunu, Virginialı bir çiftçinin oğlu, Cyrus McCormick çözümledi (1809-1884). Babasının tarlalarına iki beygirle çekilen garip bir makine getirdi. Bir kayış aracılığıyla tekerlekler bir bıçkıyı harekete geçiriyorlardı. Bu araç buğdayları biçiyor ve özel bir bölmeden geçirip yana atıyordu. Tarlaların ne büyük bir hızla ve ne kadar düzgün tarandığını görenler şaşırıp kaldılar. Bunun üzerine McCormick sanayici oldu ve 1839'dan başlayarak makinelerini satmaya başladı.
1851 Londra Sergisi tarımsal makineleşmenin zaferini ilân etti. Birçok tip biçer makine sergilenmişti. Ama McCormick'inkinin bunların en gelişmişi olduğu ilk bakışta anlaşılıyordu. Biçki makinelerinin yanı sıra mekanik ekerler, döverler ve birkaç demirli mekanik saban da sergilenmişti.
1868'de Rus Andrey Vlassenko'nun "biçerdöver"! ortaya çıktı ve aynı yıllarda ilk buharlı döverler de işlemeye başladı.
