Kılcal Hareket Nedir?
Bitkinin kökleri, topraktan suyu nasıl emiyor diye hiç düşündünüz mü? Herhangi bir yardım söz konusu olmaksızın bitki köklerine temas eden su ve besinler, yer çekimine meydan okuyarak, bitkinin en uç kısımlarına kadar yükselir. Camdan yapılmış ince bir tüpü, su dolu bir kaba batıracak olursanız, suyun tüpe adeta tırmandığını görürsünüz. Olağanüstü gibi görünen bu fiziksel hareket, aslında yaşamımızın her alanında gerçekleşiyor. Bu harekete kılcal hareket ya da kapilarite deniliyor.

Kılcal hareket
Kılcal hareket, insanları derinden etkilemiştir. Hatta Einstein’ın ilk makalesi, kılcal hareket hakkında olmuştur. Şarap meraklısı birkaç Fransız’ın, şarabın kadehe daldırılan ince cam tüpte yükseldiğini fark etmeleri, irlandalı kimyager Rober Boyle’ı harekete geçirmiştir. Boyle, konu ile ilgili bir dizi deney yapmıştır. Boyle, gözlemlerinde suyun ve şarabın cam tüpte yükselmesine karşın cıvanın aynı hareketi yapmadığını fark etmiştir. Sonunda kimyagerler, sıvının tüp içinde yükselmesinin neye bağlı olarak gerçekleştiğini keşfetmişlerdir. Harekete yol açan iki kuvvet vardır: Bunlardan biri sıvının molekülleri ve tüpün molekülleri arasındaki tutunma (adhezyon) kuvveti, diğeri ise yapışma diye tarif edebileceğimiz kohezyon kuvvetidir.

Adhezyon ve Kohezyon Kuvveti
Cam bir kabın içindeki suya dikkatlice bakacak olursanız, suyun cam kaba değen noktalarının, yüzeyin genelinden daha yüksek olduğunu görürsünüz. Suyun yüzeyinde bir eğrilik oluşmuştur. Buna içbükey sıvı eğriliği denir.

Bazı sıvılarda da bunun tam tersi oluşur. Örneğin cam tüpü, su yerine cıvaya daldıracak olursak bu defa içbükey sıvı yüzey eğriliği oluşur. Yani cıvanın cama değen yerleri daha alçak, ortası daha yüksektir.

işte bu iki hareketten birincisi (su ve cam tüp-içbükey eğriliği) adhezyon kuvvetinden, ikincisi (civa ve cam tüp-dışbükey eğriliği) kohezyon kuvvetinden kaynaklanır.

Kohezyon kuvveti, sıvının moleküllerinin birbirine bağlanmasından kaynaklanan kuvvettir. Benzer atomların örneğin suyu oluşturan hidrojen atomlarının arasındaki hareketten kaynaklanır.
Adhezyon kuvveti ise bir molekülün başka bir molekül ailesine bağlı olan bir moleküle bağlanması ile gerçekleşir. Cam tüpün içinde suyun yükselmesini ele alacak olursak adhezyon kuvveti suyu (hidrojendioksit) oluşturan oksijen ve hidrojen atomları ile camı (silikondioksit) oluşturan silikon ve oksijen atomlarının arasındaki etkileşimden kaynaklanır. Suyun oksijen ve hidrojen atomlarının bağları arasındaki yük farkı, camın silikon ve oksijen atomlarının bağları arasındaki yük farkından az olduğundan, su cama yapışır. Ya da başka bir deyişle su, cam tarafından çekilir. Bu kuvvet, suyun kendi molekülleri arasındaki çekimden daha kuvvetlidir.

Kılcal Hareket, tüpün incelmesi sıvının daha yükseğe çıkmasını sağlamıştır.
Sonuç olarak; bir sıvının içinde bulunduğu tüpe yapışması, adhezyon kuvveti sayesinde olur. Bu kuvvetin güçlü bir şekilde ortaya çıkmasına ise kılcal hareket ya da kapilarite denir. Adhezyon kuvvetini yükselten tüpün inceliğidir. Söz konusu olan tüp, bir bitkinin kökleri olduğunda su ve besinler adhezyon kuvveti sayesinde bitkinin dallarına ve yapraklarına kadar yükselir.

Ancak cam tüpün içindeki sıvı, cıva gibi bir maddeyse, sıvı tüpün içinde yükselmez. Sıvı ile kabın arasındaki hareket, sıvının kendi içindeki hareketten fazla olduğunda adhezyon kuvveti baskın çıkar. Aksi durumda baskın kuvvet kohezyondur.

Cam bir tüpün sıvı dolu bir kaba daldırılmasıyla, adhezyon ve kohezyon kuvvetlerinin mücadelesi başlar. Bu mücadeleyi hangisinin kazanacağı sıvının yapısına bağlıdır. Adhezyon baskın olduğunda sıvının tüpe temas ettiği bölgede sıvı yükselir, kohezyon kuvveti baskın olduğunda ise alçalır. Özetle kılcal hareket, tüple sıvının etkileşimi sonucunda ortaya çıkar.

Matematikçiler neden yeni asal sayılar bulmak ister?
2017 yılında, “Great Internet Mersenne Prime Search” (asal sayıları aramak için gönüllüler tarafından yürütülen bir proje) büyük bir keşifte bulundu: insanlık tarafından bilenen en büyük asal sayıyı buldu. Bir önceki keşif, 2015 yılında yapılmıştı ve son bulunan asal sayıdan 5 milyon basamak eksikti. 2017’de bulunan bu en büyük asal sayı tam 23.249.425 basamaktan oluşuyor. Yanlış okumadığınız, bulunan asal sayının basamakları, 23 milyondan fazla!

Matematikçilerin asal sayı keşfetme meraklarının nedenini merak ediyordum ama bilinen en büyük asal sayının 23 milyon basamaklı olduğunu öğrenince merakım iki kat arttı. Neden bu sayıyı bilmek istiyoruz? Bu sayıyı bilmek, nasıl bir fayda sağlıyor olabilir? Cevapları vermeden önce her zaman olduğu gibi en baştan başlayacağız.

Asal sayı nedir?
Asal sayı, sadece iki faktöre sahip olan sayıdır. Yani sadece bire ve kendisine tam olarak bölünen sayı, asaldır. Örneğin 17 asal bir sayıdır, çünkü sadece 17’ye ve 1’e tam olarak bölünebilir.

işte küçük asal sayıların listesi:

Bir sayının asal olup olmadığının belirlenmesi, küçük sayılar için oldukça basittir, ancak sayılar büyüdükçe, asal sayı olup olmadığını belirlemek zorlaşır. Bu yüzden sayılar büyüdüğünde bunu yapmak için özel bilgisayar yazılımları kullanılır. Bu yazılımlar saniyede binlerce hesaplama yapabilen gelişmiş yazılımlardır.

Asal sayı arayışının faydaları:
1) Yeni yöntemler ve teknikler
Öncelikle yeni asal sayılar aramanın en işe yarar yönü büyük bir öğrenme deneyimi sunmasıdır. Yeni algoritmalar ile üretilmiş yazılımlar olmadan yeni asal sayı aramak mümkün değildir. Arama çalışması çok uzun bir zaman gerektirir. En büyük asal sayıyı bulmak için çalışırken, asal sayılarla ilgili yeni şeyler öğrenilebilir. Hatta bu arayış en büyük asal sayıdan daha büyük bir keşif yapılmasına imkan verebilir.

2) Teknik takip ve keşifler
23 milyon basamaklı bir sayıyla uğraşırken, bu çalışmanın etkili olabilmesi için yeni bir algoritma geliştirilmesi gerekir. Bu yeni algoritmalar, başka araştırma alanlarında da kullanılabilir.

Yani aslında önemli olan aradığını bulmak değil, arayışın kendisidir. Çünkü bu arayış, yepyeni bilimsel ve teknolojik gelişmeler sağlayan benzersiz bir çalışma alanı sunar.

3) Ortak ilgi alanı yaratmasının avantajları
Bu tip arayışlar, matematik alanında çalışanların ilgisini çekme ve ortak bir çalışma ortaya koyabilmelerini sağlamada çok etkilidir. Kuşkusuz bu tip arayışları bireysel olarak sürdüren insanlar da vardır. Ancak bir ilginin paylaşılmasının verdiği şevk, elde edilen bilgilerin paylaşılması ve birleştirilmesi bilimsel ve teknolojik gelişmemize büyük bir ivme kazandırır.

En son bulunan asal sayı “Great Mersenne Prime Search” (GIMPS) yazılımını bilgisayarlarına yükleyen biri tarafından bulundu. Yazılımı geliştiren gönüllüler, dileyen herkesin internetten indirebilecekleri özel bir sürüm sundular. Bunu bilgisayarına indiren herkes hem asal sayının aranmasına katkı sağlamış oluyor hem de eğer sayı onun bilgisayarında bulunacak olursa ödül kazanıyor. Gördüğünüz gibi bilimin ilerlemesi, halkın toplu ilgisine nail olduğunda çok daha büyük bir güç ortaya çıkıyor. Bu gücün, insanlığın gelişimi açısından olağanüstü bir güç olduğu yadsınamaz.

Bilgisayar bilimi, makine dili, donanım geliştirme vb. alanlarda gerçekleşen birçok keşif, asal sayıları arama çalışmaları sırasında yapılmıştır. Bu keşifler, birçok başka araştırmada kullanılmakta ve benzersiz faydalar sağlamaktadır.

Her şeyin ötesinde, hayatımızda somut ve ani bir değişikliğe yol açmayacak bazı şeylerin, paha biçilmez değerlere ulaşmamızı sağladığını ikimiz de (bu satırları okuyan sen ve yazan ben) biliyoruz. Çünkü esas olan “çaba“dır. Eğer öyle olmasaydı, yani insanlık bu merakı hissetmeseydi, sadece somut değişikliklere yol açacak bilgilerin ve geliştirmelerin peşinden koşsaydı asla bugün bildiklerimizi bilemezdik. Hatta ben bu satırları yazmaz, sen de okumazdın.

Hayvanlar neden bizim gibi konuşamaz?
Hayvanlar iletişim kurabilirler ama insan gibi konuşamazlar. “Konuşma” derken, aç olduğunu söylemek gibi basit ifadelerin biraz daha ötesini kast ediyoruz. Örneğin, yaz tatili planlarını anlatmak.

iletişim ve Konuşma
Konuşma ve iletişim arasındaki ilişki, her daim bir parça müphemdir (açık seçik olmayan). Derrida’nın dediği gibi “Her anlama, aslında bir yanlış anlamadır.” Yani birinin bir şey derken kast ettiği ile diğerinin anladığı şey kusursuz bir şekilde aynı olamaz.

Bütün türler iletişim kurar. Hatta tek hücreli organizmalar bile. Evrim sürecinde hayatta kalmanın anahtarı, iletişimdir. Ancak insan dışındaki türlerde iletişim; hareketler, kimyasallar, sesler hatta kokularla sağlanır.

Yavru bir köpeğe ebeveynleri ne zaman havlayacağını ne zaman kuyruğunu sağlayacağını öğretmez. Onların insanlar gibi nasıl iletişim kurabileceğini öğrenmeye ihtiyaçları yoktur. insanlar da acı hissettiklerinde bağırmayı anne-babalarından öğrenmez. Bu davranış kalıbı doğuştandır buna karşın konuşma, öğrendiğimiz bir şeydir. insan konuşmayı, anne-babasından ve başka insanlardan öğrenir.

Hayvanlar neden konuşamaz?
Konuşma; fikirlerimizi, duygularımızı ifade etmemize yarayan, çeşitli uzunlukta sesler ve hecelerin kombinasyonundan meydana gelir. Konuşma, bu seslerin üretimi ve seslerin kombinasyonu ile oluşan kelimelerin anlamlarının kararlaştırılması olmak üzere iki temel etkinlikle gerçekleştirilir. Örneğin; “elma” kelimesini ele alalım. Türkçe konuşan herkes için “elma” kelimesi aynı anlama gelir. Bu sesler başka dillerde başka anlamlara gelebilir ve aynı şeye başka dillerde başka adlar verilebilir.

Sonuç olarak “konuşma,” ses üretimi ve sese yüklenen anlamın kararlaştırılma süreçlerinin toplamıdır, diyebiliriz. Yani konuşma eylemi, aynı anda iki işin birden yapılması ile gerçekleşir. Ancak hayvanlar bunu yapamaz. Hayvanlar aleminde bu fonksiyonlardan birini gerçekleştirebilen birçok tür olduğunu biliyoruz. Örneğin papağanlar, sesleri taklit edebilir ama aslında yaptıkları eyleme “konuşma” denemez, çünkü onlar söyledikleri şeyin anlamını bilmezler.

insan nasıl konuşur?
insanın “konuşma” kabiliyetine sahip olması birçok biyolojik faktörle açıklanmaktadır. Ancak bu biyolojik özelliklerin ne ölçüde etkili olduğu henüz kesin olarak belirlenememiştir.

Araştırmacılar başlangıçta, çenemiz, dilimiz, ses tellerimiz vb. organlarımız olduğu için konuşabildiğimizi öne sürmüşlerdir. Ancak genç şempanzelerin gırtlak yapısı, bizimle aynı olduğu halde bizim gibi konuşamazlar.

Bugün beynimizdeki broca alanının (Cerebrum’un sol yarı küresinde sylvius yarığının başında bulunur.) konuşma ile yakından ilişkili olduğunu biliyoruz. Beynin bu bölümü, diğer hayvan türlerinde daha az gelişmiştir, hatta bazılarında yoktur.

Bize bu yeteneği sağlayan bir başka faktör ise sahip olduğumuz FOXP2 genidir. Bu gen, diğer genlerin aktivasyonundan sorumludur. işlevsel olmayan genlerin konuşma ve dil sorunlarına yol açtığını biliyoruz. Fakat halen hangi genin ya da genlerin konuşmadan sorumlu olduğunu bilmiyoruz.

Elaine Morgan tarafından sunulan bir başka teoriye göre ise konuşma yeteneğimizi evrim yolculuğumuza borçluyuz. Morgan’a göre insanın evriminin suda başlamış olması, nefes kontrolü yapabilmesini, nefes kontrolü ise konuşmanın gerektirdiği sesleri üretebilmemizi sağlamıştır.

seçici işitsel dikkat nedir? bazı sesleri nasıl filtreleriz?
“seçici işitsel dikkat,” fantastik bir terim gibi gözükmesine karşın zaman zaman herkesin deneyimlediği bir şeydir. birçok sesin olduğu bir ortamda, duymak istediğimiz sese odaklanabilmemize seçici işitsel dikkat denir. “kokteyl partisi etkisi” adı ile anılan bu fenomen, ilk kez 1953 yılında, colin cherry tarafından kullanılmıştır.

konu ile ilgili pek çok araştırma yapılmış olmasına rağmen sesleri filtreleyebilme yeteneğimizin çalışma mekanizması hakkında halen bilinmeyen birçok şey bulunuyor.

seçici işitsel dikkat
bu konseptin açıklamasında kullanılan klasik örneği ele alalım: bir kokteyl partisindesiniz, müzik çalıyor ve birçok insan hep bir ağızdan konuşuyor. buna rağmen arkadaşınızın anlattığı hikayeye odaklanabiliyor ve dediklerini anlayabiliyorsunuz. ancak daha ilginci sizden daha uzakta olan birinin ne söylediğini merak ettiğiniz anda dikkatinizi hızla ona yönlendirebiliyor ve onun dediklerini de diğer seslerden ayırarak duymaya başlıyorsunuz. işte buna seçici işitsel dikkat deniyor.

araştırmacıların en yaygın fikir birliğine vardıkları teoriye göre; bu fenomen, insanın dikkatinin sınırlı doğasından kaynaklanır. aynı anda birçok şeye odaklanmamızı sağlayacak bir donanıma sahip olmamamız nedeniyle önemli şeyleri önemsizlerden ayırma, filtreleme yani seçme kabiliyetimiz gelişmiştir.

broadbent’in seçici işitsel dikkat teorisi
bu fenomeni açıklamak için birçok teori öne sürülmüştür. bunlardan ilki fenomenin bir filtreleme sistemine dayandığıdır. bu teoriye göre birkaç ses olduğunda beynimizdeki filtre devreye girerek, istenmeyenleri ayıklar. bütün sesleri duyarız ama beynimiz, sadece önemli bulduklarımızı işlem birimine iletir. ortam sesleri gibi duymayı istemediğimiz seslerin basit detaylarını kaydederiz ancak daha spesifik detaylarını fark etmeyiz.

teorinin kusuru
broadbent tarafından öne sürülen teori daha sonra geliştirilen teorilere öncülük etmiş olmasına karşın kusurlu bir teoridir. teorinin kusuru şudur: kokteyl partisine geri dönecek olursak; broadbent’in teorisine göre ilgimizi çekmeyen bir şeyi duyduğunuzda spesifik detayları kaydetmediğimiz için söylenen şeyleri anlamamamız gerekirdi. ancak bazen istemeden kulak misafiri olduğumuz şeyleri detaylarıyla anlarız. yani dikkatimizi yoğunlaştırmamış olduğumuz halde her türlü detayı algılarız. hatta duymamayı tercih ettiğimiz durumlarda bile duymaya devam ederiz. kulağımızı gözümüz gibi kapatamayız. bu nedenle broadbent’in teorisi geçerliliğini kaybetmiş ve yeni teoriler öne sürülmüştür.

ses seçimi
çoklu işitsel unsurlar olan bir ortamda bulunduğumuzda, sadece dikkatimizi çekenlere odaklanıyoruz. ancak, bu diğerlerinin beynimize sızmayacağı anlamına gelmiyor. radyoda çalan şarkıyı sevmediğiniz için sesini iyice kıstığınızı düşünün, ses çok alçak olmasına ve o sırada başkaları ile konuşuyor olmanıza rağmen sevdiğimiz bir şarkı çalmaya başladığında, değişikliği fark eder ve eğer istersek sesi açabilir ve dikkatimizi yoğunlaştırabiliriz.

bu olayın bir benzeri beynimizde de gerçekleşir. aslında ortamdaki tüm sesler beynimize ulaşır, burada istenen ve istenmeyen diye ayrılır, istenmeyenlerin sesi hafifçe alçaltılır, istenenler ise diğer sesler arasından seçilerek işlenir ve kaydedilir. istenen ve istenmeyen seslerin ayrılmasını etkileyen birçok faktör vardır:

seçimde fiziksel parametreler önemlidir. örneğin yakından gelen bir sese odaklanmak, uzaktaki sese odaklanmaktan daha kolaydır.
ortamda baskılanması gereken ses sayısı da önemli bir diğer faktördür. aynı mesafede olsa bile 5 konuşmadan birine odaklanmakla, 10 konuşmadan birine odaklanmak aynı şey değildir.
seçimde iç faktörler de rol oynar. örneğin sizden uzak olmasına rağmen birinin ilginç bulduğunuz bir konuda konuşması diğer sesleri filtrelemenize onun sözlerine odaklanmanıza yol açar.
konuşmasını dinlemek istediğiniz kişiyi görmek de odaklanmaya yardımcı olur.
seçimi etkileyen bir diğer faktörde odaklanmak istediğimiz sesin diğer seslerden ne kadar farklı olduğudur. farklılık arttıkça odaklanmamız daha kolaylaşır.

bilim insanlarının seçici işitsel dikkat ile ilgili araştırmaları ilerledikçe filtreleme mekanizması ile ilgili yeni şeyler öğreneceğiz. ancak çalışma mekanizması ne olursa olsun etrafımızdaki her sese eşit şekilde odaklanmak zorunda olmadığımız için çok şanslıyız.