Ana sayfa 164. Sayı Din – bilim savaşları: Elektriğin keşfi

Din – bilim savaşları: Elektriğin keşfi

422
PAYLAŞ

Özgür Can Özüdoğru

Galvani’ye göre “hayvansal elektrik”, bir canlının kafasında üretilip tüm vücutta aynı bir kan gibi dolaşıp kasların kasılmasını sağlıyordu. Hayvansal elektrik, elbette Tanrı tarafından dünyanın tüm canlı ve kullarına üflenmişti ve büyük yaratılışın eseriydi. Karşı görüşün gelmesi gecikmedi: Volta, Papalık ve onun etkisi altındaki bilimi “batıl inanç ve yobazlık” olarak tanımlıyor; bilimin  insanlığı dinin esaretinden kurtararak yepyeni bir çağa ulaştıracağını düşünüyordu. Volta için hayvansal elektrik kavramının bilimde kesinlikle yeri yoktu ve oluşan elektriğin kaynağı doğanın kendisiydi.

“Geçen gece elektrikler kesikti. Oturduk lafladık; ne güzelmiş.” “Evde bir şeyler kurcalarken sigorta attı.” “Deney yaparken devreleri topraklamayı unutmayın arkadaşlar, elektrik çarpmasın.” Şüphesiz ki günümüz dünyasında ve toplumun sahip olduğu düzende elektriğin olmadığı ya da elektriğin hükmünün geçmediği bir an bile düşünemeyiz. Gerçekten yaşantımız için değerlidir elektrik. Sanayi Devrimi ile başlayan sürece ivme kazandıran, küresel olarak tüm dünyada aydınlanmadan ulaşıma kadar neredeyse her alanda insanların hayatını kolaylaştıran elektriğin nasıl keşfedildiği, bu ayki yazı dizimizin konusu olacak.

Plinius’un ortaçağda görselleştirilmesi.

Antik dünyada “elektrik” etrafındaki inançlar

Antik Mısır’a gidiyoruz… MÖ 2750’de yazılmış bir papirüs, “Nil’in Şimşeği” adı verilen bir tanrıdan bahseder. Bu tanrı, balık şeklindedir ve balıkların koruyucusudur. İnsanlar balık avlamak istediklerinde ışıklar çıkartarak balıkçının çarpılmasına neden olur, etrafa yıldırımlar saçar. O, ışıklar saçan, yani “electrum” balıktır. O dönemde Mısırlılar için yıldırım, tanrıların tepkisiyle alakalı bir durum olduğu için kedibalığını bir tanrı ilan etmişler; kedibalığı gördüklerinde balık avlamayı kesmişlerdir. Antik Yunan’da da benzer biçimde vatoz balıkları ya da elektrik balıkları tarafından sokulan balıkçıların, Denizler Tanrısı Poseidon tarafından lanetlendiğine ve balık tutmaktan men edildiğine inandılar.

Bu yaşanan olaylar zinciri, bilinen dünyaya yayıldıktan sonra büyümeye başladı. Hem Mısır, hem de Ege, tümüyle Roma hâkimiyetine girdikten sonra İtalya’nın Como Gölü yakınlarında doğmuş olan Romalı General Gaius Plinius, MS 50’li yıllarda, belirli balıkların bu güce sahip olduğunu ortaya çıkardı ve bu balıkların tanrısal gücü olup olmadığını sorgulamaya başladı. Ona göre bu balıklar, avlanmak için bir yöntem olarak bu gücü kullanıyordu, tanrılar tarafından lanetlenme gibi bir durum söz konusu değildi. Kendisi, yaşadığı dönemde altın çağını yaşayan ve bilinen dünyanın neredeyse tamamını elinde tutan Roma’nın tüm bilgi birikimini edinmeye çalışmıştır. Yazdığı Doğanın Tarihi isimli kitabında, kutuplarda güneşin hiç batmadığı ya da doğmadığından, gökkuşağındaki renklerden, kehribar ile yün arasındaki statik elektrik ilişkisinden, ışık hızının ses hızından çok daha yüksek olmasından, deniz gelgitlerinin etkileriyle Ay ile ilintisine kadar pek çok konuyu işlemiştir. Öyle ki kitap, o dönemde bilinen doğa fenomenlerinin neredeyse hepsine değinen o güne dek yazılmış en iyi derleme kitabıdır. Kitaba kedibalıkları ve vatozlarda gözlemlediği durumu da eklemiştir Plinius. Tüm bu yaşanan medeniyet gelişmelerinin, kavimler göçü, Roma’nın bölünmesi ve ardından çökmesi ile gelen süreçte unutulması, sonrasında Müslümanlar tarafından yeniden öğrenilmesi süresinde geçen boşlukta, elektrik balıklarının laneti safsatasının yeniden, bu sefer de Hıristiyanlık çatısı altında ortaya çıktığı görülür. Eski Hıristiyanlık yazıtlarının bir kısmında, bu elektrikli balıkların Yunus (Jonas) Peygamberi yutan balıkların soyundan geldiği iddia edilmektedir. Başka İncil’lerde de “Mısırlıları lanetleyen balık” diye geçen elektrikli balıkların yenmemesi gerektiği, bu balıkların temiz olmadığı, insan davranışlarını değiştirebileceği iddia edilmiştir.(1, 2) Bu durum, bilginin yokluğunda batıl inançların ne kadar çabuk yayılabileceğinin en güzel göstergelerinden biridir.

Hemen hemen fizikteki her kavramın tarihinden bahsederken yapılan klişelerden biri olan “antikçağa göz atalım” kısmı bittiğine göre, zamanı daha ileri sarıp günümüz biliminin algıladığı anlamdaki elektriğin temellerini inceleyebiliriz. Rotamızı Ege’den Akdeniz’e, Mısır’dan İtalya’ya çevirelim. Elektriğin keşfinin başlangıcına gidebilmek için pilin, yani bataryanın keşfine ilerlememiz gerekiyor. Bu yüzden, 18. yüzyıl sonlarında, elektrik çağının başladığı zamanlarda İtalya’ya rotamızı çeviriyoruz. Modern dünyanın bildiği anlamdaki elektriğin ortaya çıktığı yere…

Olgularda Tanrıyı arayan Katolik biliminsanı: Galvani    

Kuzey İtalya’nın İsviçre ile birleştiği yerlerde Como isminde çok güzel bir göl vardır. O zamanlar Milano Dükalığına bağlı olan Como bölgesi, İtalya çizmesinin Merkez Avrupa ile bağlandığı yerlerden birinde olduğu için sürekli işgal edilmiş, aynı zamanda kültürel açıdan da zenginleşmiştir. Bu bölgedeki zenginleşmenin verdiği bilgi birikimiyle kendini geliştiren iki İtalyan biliminsanının tartışmaları ve aralarındaki dünya görüşü farklılıklarının sağladığı üretken ortamın, insanlığı değiştirecek bir buluşu ortaya çıkaracağını muhtemelen o dönemde kimse tahmin edemezdi. İlginçtir ki ki, elektrikle ilgili en eski bilgileri düzenleyen ve bu kavramı tartışmaya açan bizim bildiğimiz ilk kişi Gaius Plinius da Como da doğmuştur.

18.yüzyıl İtalyası, Roma Katoliği bağnazlığının halen devam ettiği, “Tanrı Krallığı”nın insan kulların üzerinde egemenlik kurduğu zamanlardı. Papalık hâkimiyetindeki İtalya’da biliminsanları, kainatın yaratılışının endamını ortaya çıkaran kişiler olarak görülmekteydi. Dolayısıyla biliminsanlarına ilahi bir saygı duyuluyor, yaptıkları işler birer ibadet olarak görülüyordu.

Böyle bir zamanda kendisine dönemin en önemli üniversitelerinden biri olan Bologna Üniversitesi’nde kolayca kadro bulmayı başaran, Katolik biliminin yükselen yıldızı olan Luigi Galvani, merkez Avrupasında ortaya çıkan rasyonalizm ve pozitivizm gibi akımlara karşı çıkmaktaydı. Galvani’ye göre evrenin kökeni ya da işleyişi gibi konuları araştırmak yerine Tanrının bahşettiği aklı, yalnızca kullarının hayatını kolaylaştırmak için kullanmalılardı. Dolayısıyla elektrik kavramı Galvani için, oldukça umut vaat eden ve mühendisliğe uygulamaları olacağı gerekçesiyle gerçek fizik denebilecek bir konumdaydı.

18. yüzyıl boyunca biliminsanları elektriği anlayabilmek için üç ana başlıkta deneyler yaptılar: elektrik üreten hayvanlar, yıldırımlar ve sürtünmeyle statik elektrik. Dönemin bu alandaki akademik tartışması; elektriğin hayvansal bir kaynak tarafından mı üretiliyor olduğuydu. Şayet öyleyse, bu yüksek enerjiyi depolamanın yolu, belirli bir alana bir sürü elektrik üreten hayvanı depolamaktan mı geçiyordu?

Çorba yapılırken doğan kavram: “Hayvansal elektrik”

Luigi Galvani, bir seferinde bir sürü kurbağa bacağını demir bir çite asmış, sonrasında demir çiti de kurbağaların bacaklarına dokundurtmuştu. Bu şekilde oynayan kurbağa bacaklarını, savunduğu “hayvansal elektrik” kavramına bir kanıt olarak düşünmüştü.

İşte tüm bunları kafasından geçiren Luigi Galvani, bir akşam

evinde sebze çorbası hazırlamaya başladı. Yaptığı bu çorba, arkadaşları tarafından da seviliyordu ve tarifini kimseye vermeyen Galvani’nin sırrı, tencereye bir çift kurbağa bacağı atmaktı. Derisi yüzülmüş kurbağa bacağının kaslı eti, hem çorbaya tat veriyor, hem de besleyici suda bekleyen bacaklar, Galvani’nin tasvirine göre oldukça lezzetli oluyorlardı. Fakat o akşam garip bir şey oldu.

Galvani, kurbağanın derisini yüzerken terli ve muhtemelen statik elektrikle yüklü olan ellerini yanlışlıkla kurbağanın bacağında bulunan damarlardan birine değdirdi ve kurbağadan gelen bir çarpma şoku hissetti. Kurbağanın bacakları bir anda oynamaya başlamıştı. Galvani çok korkmuştu. Titreyerek etrafa bakındı. Kurbağayı satın aldığı gün oldukça şimşekler çakan, fırtınalı bir gündü. “Belki de bu sebeple kurbağa elektriklendi” diye düşünerek yemeği yapmaya devam etti. Gece bir türlü aklından çıkmayan bu olay, fırtınalı olmayan sakin bir günde satın aldığı bir kurbağa ile aynı süreci yeniden denemesine sebep oldu. Bu sefer metal ve daha ince bir telin bir ucunu, ikiye böldüğü kurbağanın bacaklarına, diğer ucunu da beyne yakın omuirilik bölgesine değdirdi ve yarattığı bu “devre” sayesinde kurbağanın sanki hayattaymışçasına hareket ettiğini fark etti. “Evet…” diye düşündü Galvani: “Hayvanlar elektrik üretiyor olmalı.” Daha sonra statik elektrik yüklü çubuklarla aynı deneyi gerçekleştirdi. Daha önce yaptıklarına benzer etkileri yeniden gördü.

“Hayvansal elektrik” adını verdiği ve o zamana kadar var olduğu bilinen elektrik kaynaklarından farklı bir elektrik bulduğunu savunan Galvani; ölü bir cesedin kalbine de yeterince yüksek dozda elektrik verilirse, kalbin yeniden atabileceğini de öne sürmüştür kişidir.

Hemen, bulduğu sonucun makalesini yazmaya başladı. Bologna’da felç olmuş insanlara kurbağada yaptığına benzer bir şekilde iletken teller bağlayan Galvani, kimi zaman felçli insan bacaklarının da aynı şekilde oynadığını fark etti. Galvani’ye göre “hayvansal elektrik”, bir canlının kafasında üretilip tüm vücutta aynı bir kan gibi dolaşıp kasların kasılmasını sağlıyordu. Hayvansal elektrik, elbette Tanrı tarafından dünyanın tüm canlıları ve kullarına üflenmişti ve büyük yaratılışın eseriydi. Fakat kendisine tamamıyla karşı olan bir görüşün gelmesi gecikmedi. Görüş, zamanın onun gibi önde gelen bir başka elektrik fizikçisi olan Alessandro Volta’dan gelmişti.

Alessandro Volta’nın ürettiği pil ile yaptırdığı portresi.

Elektriğin kaynağını doğada arayan biliminsanı: Volta ve pili

Alessandro Volta, Galvani ile aynı zamanlarda Como’da yaşayan bir biliminsanıydı. Papalık ve onun etkisi altındaki bilimi “batıl inanç ve yobazlık” olarak tanımlayan Volta’ya göre bilim, insanlığı dinin esaretinden kurtaracak ve yepyeni bir çağa ulaştıracaktı. Bilim, yeni dünyanın diniydi. Bütünüyle pozitivizm etkisinde kalan Volta için hayvansal elektrik kavramının bilimde kesinlikle yeri yoktu ve oluşan bu elektriğin kaynağı doğanın kendisiydi. Galvani’nin elektriksel açıdan yüklü çubukları kurbağa bacağının sinirlerine dokundurduğu deney ise tam olarak kendi görüşünü kanıtlıyordu. Metaller, yüklü olduğu için hayvanı oynatmaktaydı. Fakat Volta’nın bu görüşü, tek başına Galvani’nin görüşlerinin güvenilirliğine gölge düşüremezdi. Eğer kendi görüşlerini kanıtlamak istiyorsa, bir şekilde kaynağı hayvan olmayan bir elektrik kaynağı, bir pil üretmeliydi. Bu daha önce yapılmış bir şey değildi.(3)

Volta, sık sık farklı şeylerin, özellikle metallerin tadına bakmayı severdi. Bir gün aklına statik elektriğin tadını alıp alamayacağı geldi. Yüklü bir metali, ağzında farklı metallerden yapılmış bozuk paralar varken diline değdirdi ve dilinde ilginç bir duygu hissetti. İçi kıpır kıpır olmuş, dili gıdıklanmış ve ağzındaki tat değişmişti. Volta, bu elementlerle elektrik yükü arasında bir ilişki olduğunu düşündü. Peki bu hissettiği fenomeni su dolu bir kap gibi kapalı bir ortamda depolayabilir miydi?

Bunu araştırmak için eski makaleleri okumaya başladı. Yaptığı ön araştırmalar sırasında ünlü İngiliz fizikçi Henry Cavendish’in, vatoz balıklarının fizyolojisi ve anatomisi üzerine yazdığı bir makele ilgisini çekti. Cavendish ve öğrencilerinin yaptığı araştırmaya göre, vatoz balığının sırtında, elektrik üretmesini sağlayan ufak gözenekler bulunmaktaydı. Belki de bu gözenekler çok çok hızlı bir biçimde titreşerek elektrik üretiyordu. Hatta bu gözeneklerde belki elektriğin depolanmasını sağlayacak metaller vardı, tıpkı dildeki gibi… Volta, vatoz balığının sırtını laboratuvar ortamında yaratmaya çalıştı.

Darphaneden bozuk para yapımında kullanılan ince bakır tabakalar aldı. Bu tabakaları, tıpkı tükürüğü gibi asidik su ile ıslatan Volta, birbiri üstüne sırasıyla dizmeye başladı. Üst üste dizilmiş, asitli suyla ıslatılmış bakır tabakaları birbiriyle metal bir devreyle birleştiren Volta, tabakanın iki ucundan gelen devreleri diline değdirdi. Dilinde, yüklü bir metal ve bozuk paralarda tattığı tadın aynısını hissetti. Volta, elektriği tadıyordu ve bu sefer bir süreliğine değil, sürekli bir şekilde akan elektriği hissediyordu. Volta, ilk tutarlı pili üretmişti. Dilinde hissettiği ve akan elektriğe akım (current  I) adını verdi.

Elektrik çağı başlıyor

Volta, yaptıklarını bir makale halinde yayımlayınca, tüm dünyadan birçok biliminsanı Volta’nın yaptıklarını kendi laboratuvarında denemeye başladı. Avusturya’da bir grup öğrenci, Volta tipi bir pili üretip kabloları suya değdirince buhar çıktığını, suyun ısındığını gördü. Başka bir grup, iki kablonun arasına nemli hava koyduklarında yıldırımlar çıktığını gördü.

Artık yeni bir çağ başlıyordu: Elektrik çağı… Tüm bu süreç boyunca Galvani’nin siyasi baskısıyla fakirlik içinde yaşayan Volta, zaman içinde dünyaca ünlü bir biliminsanı haline gelmişti. Galvani ise bilimsel gerçekleri kabul etmek yerine bilimsel camianın yanıldığını ve bir gün kendisinin haklı olduğunu iddia ederek görüşlerini savunmaya devam etti. Sonraki yıllarda ise fakirlik içinde, Bologna’da ufak bir dairede yaşamını yitirdi.

Almanya’da Siemens marka, toplu taşımada kullanılan bir elektrikli tramvay. Elektriğin ve sanayinin ileri ittiği 19. yüzyılın dünyasında, toplumun ve yaşam tarzının nasıl değiştiğinin önemli sembollerinden biri.

On yıllar sonra ilk pil fabrikası kurulurken, pilin sahip olduğu yük başına düşen elektrik potansiyelinin birimine, Volta’nın mirasını yaşatmak adına “Volt(V)” adı verildi. Pillerin matematiksel özellikleriyle ilgilenen matematiksel fizikçi André-Marie Ampéere, elektrik akımının, voltajın ve akımın voltajın diğer ucuna uğraşmak için sarf ettiği direncin birbirleriyle “Volt = akım x direnç” şeklinde bağlantılı ve orantılı olduğunu keşfetti.

Galvani ile Volta arasında yaşanan bu savaş, yalnızca iki biliminsanı arasında yaşanan bir savaş değil, akademide birbiriyle çelişen iki farklı yaşam görüşünün de savaşımıydı. Dinin, dogmacı biliminin sona erdiğinin ve artık destek görmeyen demode bir görüş olduğunun açık bir biçimde göstergesi olan Volta-Galvani rekabetinin ardından, 19. yüzyılın başlarında bilimsel camiaya tamamiyle hâkim olmayı başaran pozitivizm, Sanayi Devrimi’yle birlikte tüm dünyaya yayılarak 2. Dünya Savaşı ve kuantum teorisinin ortaya atıldığı zamanlara dek, akademinin ve toplumun bilime bakışının baskın görüşü olmayı sürdürmüştü. Bilim, insanlığı kurtaracak ve yepyeni bir çağa taşıyacaktı. Biliminsanları, tıpkı eski çağın din adamları gibi, toplumun ve insanlığın doğa hâkimiyetinin ve kurtuluşunun savaşçılarıydı ve bu yüzden en yüksek saygıyı görmeliydi. Tam olarak bu tartışmaların ve görüşlerin yaygınlaştığı dönemlerde, Friedrich Nietzsche’nin, bu zamanların tam da başlangıcında kitabına yazdığı ünlü bir cümle vardır. Bu arka plan bilgisine sahip olunduğunda daha da anlaşılır olmakta: “Tanrı öldü, onu öldüren biziz.”

Ek

Giovanni Aldini’nin “Essai théorique et expérimental sur le galvanisme” başlıklı makalesinde yer alan ve ölmüş insanı elektrikle canlandırmaya çalışan deneylerini gösteren bir çizim.

Hayvansal elektrikten Frankenstein’a

Galvani’nin fikirlerinin demode kaldığı ve geçen yüzyıla kıyasla çok daha güçlü elektrik kaynaklarının üretildiği 19. yüzyıl başlarında, Galvani’nin yeğeni fizikçi Giovanni Aldini, dayısının özellikle felçli insanlar üzerinde yaptığı deneylerden çok etkilenerek, kadavralar üzerinde elektrik akımının etkilerini araştırmaya karar verir. Eğer dayısının dediği gibi ortada Tanrısal bir elektrik varsa, belki de ölüler yeniden diriltilebilirdi. Saplantılı bir biçimde bu fikre bağlanan Aldini, Papalık’a yakın yerlerde bu deneylere izin çıkmayınca Londra’ya gider ve 1803 yılında idam edilecek suçlu George Foster’ın ölü vücudunda deney yapmak için kendisine izin verilir. George Forster, geçirdiği bir sinir krizi ile karısını ve çocuklarını boğarak öldürerek kanala atmış bir katildir. Asılarak idam edilmesinin ardından hemen laboratuvara getirilen Forster’ın kafası kesilir ve kafasıyla vücudunun arasından oldukça güçlü kablolar geçirilerek vücuduna yüksek dozlarda elektrik verilir.

Olayı o zamanlar haber olarak yayımlayan The Newgate Calendar gazetesine göre(4) olay şöyle yaşanmıştır: “Suçluya kablolar bağlanıp elektrik verildiği anda, vücudu sanki içine şeytan kaçmış gibi titremeye başladı ve ayağa kalkarak doğruldu. Kısa süre sonra da elektrik kesilince vücut aynı şekilde yere yığıldı. Bir süre için, sanki tanrısal bir güçle ölü yeniden dirilitilmişti.”

Bu olay yaşandığında henüz 5 yaşında olan ve bu olayı ailesinden duyan yazar Mary Shelley, gençlik çağlarında bu olaydan etkilenerek bir kitap yazar. Kitapta İtalya’da yaşayan bir profesör olan Frankenstein (muhtemelen Aldini), bir ölüyü elektrikle yeniden canlandırır ve sonrasında ölü oradan kaçarak bir kişiyi öldürür. Kitabın devamında Shelley, bu tür bir durumda canavar olarak görülen bu yeşil-yarı ölü yaratığın nasıl davranabileceğini düşünerek çeşitli olaylar tasvir eder. Bu kitap ve yaşanan olay, değişen bir dünyanın, yeni bir dünyanın habercisidir adeta.

Dipnotlar ve Kaynaklar

1- https://www.openbible.info/topics/eating_catfish

2- “Electric” maddesi, Oxford English Dictionary. Fenikece ve eski Antik Yunan dilinde “elektron” parıldayan demek. Eski Latince’de ise “electricus”, yıldırım gibi ışık saçan gibi bir anlama gelmekte.

3- “Bağdat pili” adı verilen ve Sasani Devleti’nde bulunan maddeler Volta’nın yaptığı pile benzemekle beraber, bu cihazın gerçekten bir pil olup olmadığını anlayabilmek için halen daha fazla kanıt gerekmekte. Bu yüzden bu duruma bir ilk diyebiliriz.

4- The Newgate Calendar gazetesinin 18 Ocak 1803 yılına ait haber başlığı: http://www.exclassics.com/newgate/ng464.htm

5- https://archive.org/details/historyoftheorie00whitrich

6- http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0361923098000239

7- https://archive.org/details/pioneerselectri00munrgoog

8-http://ethw.org/Milestones:Volta’s_Electrical_Battery_Invention,_1799