Bazen bilim insanları bir fikri, onu test etmenin bir yolunu bulamazlarsa reddederler.
Bilimle birlikte hayal gücü, bilgideki dönüştürücü ilerlemelerin, insanlığın dünyayı anlama biçimini yeniden şekillendirmenin ve güçlü yeni teknolojileri mümkün kılmanın başlangıcı olmuştur.
Birçok durumda bilim insanları, yeni fikirleri test etmenin yollarını öngörmeyi başaramadılar, onları doğrulanamaz ve dolayısıyla bilim dışı olarak alaya aldılar. Sonuç olarak, bir Top 10 listesi derlemek için yeterli bilimsel hayal gücünün işe yaramadığı alan bulmak çok zor değil:
10. Atomlar
19. yüzyılın ortalarında, çoğu bilim insanı atomlara inanıyordu, hele de kimyagerler. John Dalton, kimyasal bileşikleri oluşturan farklı elementlerin basit oranlarının, her elementin aynı küçük parçacıklardan oluştuğunu kuvvetle ima ettiğini göstermişti. Bu atomların ağırlıkları üzerine daha sonraki araştırmalar, gerçekliklerini tartışmayı oldukça zorlaştırdı. Ancak bu, fizikçi-filozof Ernst Mach’ı yıldırmadı. 20. yüzyılın başlarında bile, kendisi ve bir dizi başkaları, atomların duyularla erişilebilir olmadıkları için gerçek olamayacağı konusunda ısrar ettiler. Mach, atomların “zihinsel bir oyun” olduğuna, kimyasal reaksiyonların sonuçlarının hesaplanmasına yardımcı olan uygun kurgular olduğuna inanıyordu. “Hiç atom gördün mü?” diye sorardı.
Gerçekliği “gözlenebilir” olarak tanımlama yanılgısının yanı sıra, Mach’ın ana başarısızlığı, atomların gözlemlenebileceği bir yol hayal edememesiydi. Einstein, 1905’te atomların varlığını dolaylı yollarla kanıtladıktan sonra bile, Mach fikrini savundu. Kuantum mekaniğinin mümkün kılacağı 20. yüzyıl teknolojilerinden elbette habersizdi ve bu nedenle atomların gerçek görüntülerini gösterebilecek yeni mikroskoplar öngörmedi.
9. Yıldızların bileşimi
Birkaç on yıl içinde, spektroskopi adı verilen yeni bir teknoloji, gökbilimcilerin yıldızların yaydığı ışığın renklerini analiz etmelerini sağladı. Ve her bir kimyasal element, ışığın kesin renklerini (veya frekanslarını) yaydığı (veya soğurduğu) için, her bir renk grubu kimyasal bir parmak izi gibidir, bir elementin kimliğinin yanılmaz bir göstergesidir. Bu nedenle yıldız ışığını gözlemlemek için bir spektroskop kullanmak, Comte’un tam olarak imkansız olduğunu düşündüğü yıldızların kimyasını ortaya çıkarabilmektedir.
8. Mars’taki Kanallar
İlk olarak 19. yüzyılın sonlarında “gözlemlenen” Mars kanalları, İtalyan gökbilimci Giovanni Schiaparelli tarafından canali olarak tanımlanan, gezegenin yüzeyinde çizgiler olarak ortaya çıktı. İngiliz astronom Norman Lockyer 1901’de “Kanallar kazılır” demişti, “dolayısıyla kazıcılar vardı.” Kısa süre sonra gökbilimciler, suyu Mars kutuplarından susuz metropol alanlara ve tarım merkezlerine taşıyan ayrıntılı bir kanal sistemi hayal ettiler. (Bazı gözlemciler Venüs ve Merkür’de kanallar görmeyi bile hayal ettiler.)
Daha iyi teleskoplar ve çevirilerin yardımı ve daha kısıtlı hayal gücü ile, Mars kanallarına olan inanç sonunda soldu. Yüzeyin etrafına toz (parlak) ve kum (karanlık) üfleyen yalnızca Mars rüzgarlarıydı, bu şekilde bazen parlak ve koyu çizgiler aldatıcı bir şekilde sıralanırdı, hepsi bu!
7. Nükleer fisyon
1934’te İtalyan fizikçi Enrico Fermi, uranyumu (atom numarası 92) ve diğer elementleri nötronlarla bombaladı. Fermi, ürünler arasında tanımlanamayan yeni bir element olduğunu buldu. Uranyumdan daha ağır olan 93 numaralı elementi yarattığını düşündü. Başka bir açıklama hayal edemiyordu. 1938’de Fermi, “nötron ışınımı tarafından üretilen yeni radyoaktif elementlerin varlığını” gösterdiği için Nobel Fizik Ödülü’ne layık görüldü.
Ancak, Fermi’nin farkında olmadan nükleer fisyon gösterdiği ortaya çıktı. Bombardıman ürünleri aslında daha hafifti: önceden bilinen elementler – ağır uranyum çekirdeğinden ayrılan parçalar. Elbette, daha sonra fisyonun keşfiyle anılan bilim insanları Otto Hahn ve Fritz Strassmann da sonuçlarını anlamadılar. Hahn’ın eski iş arkadaşı Lise Meitner, yaptıklarını açıklayan kişiydi. Başka bir kadın, kimyager Ida Noddack, Fermi’nin sonuçlarını açıklamak için fisyon olasılığını hayal etmişti, ama nedense kimse onu dinlemedi.
6. Nötrinoları algılama
1920’lerde çoğu fizikçi, doğanın sadece iki temel parçacıktan oluştuğuna kendilerini inandırmıştı: pozitif yüklü protonlar ve negatif yüklü elektronlar. Ancak bazıları, elektrik yükü olmayan bir parçacığın olasılığını hayal etmişti. Böyle bir parçacık için özel bir öneri 1930’da Avusturyalı fizikçi Wolfgang Pauli’den geldi. Yüksüz bir parçacığın, beta parçacığı radyoaktivitesinde gözlemlenen şüpheli bir enerji kaybını açıklayabileceğini öne sürdü. Pauli’nin fikri, nötr parçacığa nötrino adını veren Fermi tarafından matematiksel olarak geliştirildi. Fermi’nin matematiği daha sonra fizikçiler Hans Bethe ve Rudolf Peierls tarafından incelendi ve bu kişiler nötrinonun maddeyi o kadar kolay bir şekilde parçalayacağı ve varlığını tespit etmenin düşünülebilecek hiçbir yolu olmadığı sonucuna vardı.
Ancak çok sayıda yüksek enerjili nötrino kaynağı bulma olasılığını hayal etmemişlerdi, böylece neredeyse hepsi kaçsa bile birkaçı yakalanabilirdi diye düşündüler. Nükleer fisyon reaktörleri icat edilene kadar böyle bir kaynak bilinmiyordu. 1950’lerde Frederick Reines ve Clyde Cowan, nötrino’nun varlığını kesin olarak belirlemek için reaktörleri kullandılar.
5. Nükleer enerji
20. yüzyılın en büyük deneysel fizikçilerinden biri olan Ernest Rutherford, hayal gücünden tamamen yoksun değildi. Nötronun varlığını, keşfedilmeden 12 yıl önce hayal etti ve yardımcıları tarafından yapılan tuhaf bir deneyde atomların yoğun bir merkezi çekirdek içerdiğini ortaya çıkardığını anladı. Atom çekirdeğinin muazzam miktarda enerjiyi içerdiği açıktı, ancak Rutherford bu enerjiyi pratik amaçlar için açığa çıkarmanın hiçbir yolunu hayal edemiyordu. 1933’te İngiliz Bilim İlerleme Derneği’nin bir toplantısında, çekirdeğin çok fazla enerji içermesine rağmen, onu serbest bırakmak için de enerjiye ihtiyaç duyacağını belirtti. Rutherford, atom enerjisinden yararlanabileceğimizi söyleyen herkes “sahtekarlıktan bahsediyor” dedi.
4. Dünyanın Yaşı
Rutherford’un hayal gücü konusundaki itibarı, derin yeraltındaki radyoaktif maddenin Dünya’nın yaşının gizemini çözebileceği çıkarımıyla desteklendi. 19. yüzyılın ortalarında, William Thomson (daha sonra Lord Kelvin olarak anılacaktır), Dünya’nın yaşını 100 milyon yıldan biraz daha fazla olarak hesapladı. Jeologlar, gezegenin jeolojik özelliklerini açıklamak için Dünya’nın çok daha yaşlı – belki de milyarlarca yıl – olması gerektiğinde ısrar ettiler.
Kelvin, Dünya’nın daha sonra mevcut sıcaklığına soğuyan erimiş kayalık bir kütle olarak doğduğunu varsayarak tahminini hesapladı. Ancak 19. yüzyılın sonunda radyoaktivitenin keşfinin ardından Rutherford, bunun Dünya’nın iç kısmında yeni bir ısı kaynağı sağladığına dikkat çekti. Rutherford, bir konuşma yaparken (Kelvin’in huzurunda), Kelvin’in temelde yeni bir gezegen ısısı kaynağı öngördüğünü öne sürdü.
Kelvin’in radyoaktiviteyi ihmal etmesi klasik hikaye olsa da, daha kapsamlı bir analiz, bu ısıyı matematiğine eklemenin tahminini çok fazla değiştirmeyeceğini gösteriyor. Aksine, Kelvin’in hatası, iç kısmın katı olduğunu varsaymaktı. John Perry (Kelvin’in eski yardımcılarından biri) 1895’te Dünya’nın derinliklerindeki ısı akışının Kelvin’in hesaplamalarını önemli ölçüde değiştireceğini gösterdi – Dünya’nın milyarlarca yaşında olmasına izin verecek kadar. Dünya’nın mantosunun uzun zaman ölçeklerinde akışkan olduğu ortaya çıktı, bu sadece Dünya’nın yaşını değil, aynı zamanda levha tektoniğini de açıklıyor.
3. Yük paritesi ihlali
1950’lerin ortalarından önce kimse fizik yasalarının el yatkınlığını yuhaladığını hayal edemezdi. Aynı yasalar, doğrudan veya aynadan bakıldığında, eylem halindeki maddeyi de yönetmelidir, tıpkı Mickey Mantle’dan bahsetmeden, Ted Williams ve Willie Mays’e eşit olarak uygulanan beyzbol kuralları gibi. Ancak 1956’da fizikçiler Tsung-Dao Lee ve Chen Ning Yang, mükemmel sağ-sol simetrisinin (veya “paritenin”) zayıf nükleer kuvvet tarafından ihlal edilebileceğini öne sürdüler ve deneyler kısa sürede şüphelerini doğruladı.
Birçok fizikçi, doğaya akıl sağlığını geri getirmek için antimadde gerektiğini düşündü. Sağ ile sola geçiş yaptıysanız (ayna görüntüsü), bazı atom altı süreçler tercih edilen bir el kullanımı sergiledi. Ama aynı zamanda maddeyi antimadde ile değiştirirseniz (elektrik yükünü değiştirerek), sol-sağ dengesi yeniden kurulur. Başka bir deyişle, hem yükü (C) hem de pariteyi (P) tersine çevirmek, CP simetrisi olarak bilinen bir ilke olarak doğanın davranışını değiştirmedi. CP simetrisi mükemmel bir şekilde kesin olmak zorundaydı; aksi halde zamanda (ileriye gitmek yerine) geriye gidersen doğanın kanunları değişirdi ve bunu kimse hayal edemezdi.
1960’ların başlarında, James Cronin ve Val Fitch, kaon adı verilen atom altı parçacıkları ve onların antimadde karşılıklarını inceleyerek CP simetrisinin mükemmelliğini test etti. Kaonlar ve antikaonların her ikisi de sıfır yüke sahiptir ancak farklı kuarklardan yapıldıkları için aynı değildirler. Kuantum mekaniğinin ilginç kuralları sayesinde kaonlar antikaona dönüşebilir ve tam tersi de olabilir. CP simetrisi kesin ise, her biri eşit sıklıkta diğerine dönüşmelidir. Ancak Cronin ve Fitch, antikaonların diğer yollardan daha sık kaonlara dönüştüğünü buldu. Ve bu, doğanın yasalarının tercih edilen bir zaman yönüne izin verdiği anlamına geliyordu. Cronin, 1999’daki bir röportajda “İnsanlar buna inanmak istemedi” dedi. Çoğu fizikçi bugün buna inanıyor, ancak CP ihlalinin zamanın doğası ve diğer kozmik sorular üzerindeki etkileri gizemli kalıyor.
2. Beyin vs. Davranışçılık
20. yüzyılın başlarında, John Watson tarafından başlatılan ve biraz sonra B.F. Skinner tarafından savunulan davranışçılık dogması, psikologları, hayal gücünü bilimden kelimenin tam anlamıyla koparan bir paradigmanın tuzağına düşürdü. Beyin – tüm hayal gücünün yeri – davranışçıların ısrar ettiği bir “kara kutu”. İnsan psikolojisinin kuralları (çoğunlukla fareler ve güvercinlerle yapılan deneylerden çıkarsanan) bilimsel olarak ancak davranışları gözlemleyerek belirlenebilirdi. Bu tür davranışları yöneten beynin iç işleyişini araştırmak, bilimsel olarak anlamsızdı, çünkü bu çalışmalar prensipte insan gözlemi için erişilemezdi. Başka bir deyişle, beyin içindeki aktivite gözlemlenemediği için bilimsel olarak alakasız kabul edildi. Skinner, “Bir kişinin yaptıkları, içinde olup bitenlere atfedildiğinde,” dedi, “soruşturma sona erer.”
Skinner’ın davranışçı BS’si, bir ya da iki neslin beynini yıkadı ve beynin incelenmenin ötesinde olduğunu düşündü. Ancak sinirbilim için neyse ki, bazı fizikçiler beyindeki sinirsel aktiviteyi kafatasını bölmeden gözlemlemek için yöntemler öngördüler ve davranışçıların sahip olmadığı hayal gücünü sergilediler. 1970’lerde Michel Ter-Pogossian, Michael Phelps ve meslektaşları, beyin aktivitesini izlemek için radyoaktif izleyiciler kullanan PET (pozitron emisyon tomografisi) tarama teknolojisini geliştirdiler. PET taraması, 1930’larda ve 1940’larda fizikçiler I.I. tarafından geliştirilen fikirlere dayanan manyetik rezonans görüntüleme ile tamamlanmaktadır. Rabi, Edward Purcell ve Felix Bloch.
1. Yerçekimi dalgaları
Günümüzde astrofizikçiler, uzak evrende olup bitenlerle ilgili her türlü sırrı ortaya çıkarabilen yerçekimi dalgaları konusunda endişeli. Yerçekimi teorisi – genel görelilik – dalgaların varlığını açıklayan Einstein’a selam olsun. Ancak bu fikri ilk öne süren Einstein değildi. 19. yüzyılda, James Clerk Maxwell elektromanyetik dalgaları açıklayan matematiği tasarladı ve yerçekiminin benzer şekilde bir yerçekimi alanında dalgaları indükleyebileceğini tahmin etti. Yine de nasıl olduğunu çözemedi. Daha sonra Oliver Heaviside ve Henri Poincaré dahil olmak üzere diğer bilim adamları, yerçekimi dalgaları hakkında spekülasyon yaptılar. Yani onların var olma olasılığı kesinlikle hayal edilmişti.
Ancak birçok fizikçi, dalgaların var olduğundan şüphe etti ya da varsa, bunu kanıtlamanın hiçbir yolunu hayal edemiyordu. Einstein, genel görelilik kuramını tamamlamadan kısa bir süre önce, Alman fizikçi Gustav Mie, “salınım yapan herhangi bir kütle parçacığının yaydığı kütleçekimsel radyasyonun… 1918 tarihli bir makalesinde onları açıklayan matematiği çözmesine rağmen, Einstein bile yerçekimi dalgalarını nasıl tespit edeceği hakkında hiçbir fikri yoktu. 1936’da genel göreliliğin yerçekimi dalgalarını hiç öngörmediğine karar verdi. Ama onları reddeden gazete tamamen yanlıştı.
Görünüşe göre, elbette, yerçekimi dalgaları gerçektir ve tespit edilebilir. İlk başta bunlar, karşılıklı olarak aralarındaki azalan mesafeyle dolaylı olarak doğrulandılar.
