Katalog

9 9 3 94 BİLİM MATEMATIK Karıncalar matematiksel yaşıyor! Karıncaların yol eğrilerinin ispatı yapıldı. J • nlü fizikçi Rlchard Feynman, bir keresinde tüm öğleden sonrasını karınca topluluklarını izlemekle geçirmişti. Sadece birkaç santimetre önlerini görebilen bu minik yaratıkların böylesine düz hatlar boyunca hareket edebilmeleri, o zamanlar çok genç olan Feynman'rn ilgisiniçekmişti. Feynman, bu bilmeceyi çözmek için belirlediği bir noktaya bir kesme şeker koydu ve bir kanncanın gelip bunu bulmasını bekledi. Şekeri keşfeden kanncanın, haberi arkadaşlarına iletmek için eve dönerken kullandığı dolambaçlı yolu renkli bir kalemle işaretleyen Feynman, şekere daha sonra ulaşan karıncaların yollarını da belirledi. Arka arkaya gelen karıncaların izledikleri yollar, ilk karıncanınkine tam uymuyordu. Kavisler gittikçe kayboluyordu ve en sonunda da dümdüz bir çizgi oluşuyordu. Bu durumu taslak çizimine benzeten Feynman, otobiyografisinde, "önce karmaşık bir eğri çizersiniz ama birkaç denemeden sonra düz bir çizgi elde eden>inlz " diyor. 1993 baharında Israilli bir bilgisayar uzmanı Alfred Brucksteln, birbirini izleyen karıncaların dolambaçlı yolu gerçekten düz bir çizgi haline getirdiklerini matematiksel olarak kanıtladı. Brucstein, aynı he Karıncalar ve matematik defe yönelmiş olan ve birbirini izleyen sonsuz sayıda "ideal" karınca göz önüne aldı. Brukstein her karıncasına, bir önceki karıncaya doğru dümdüz ilerlemesini şart koştu (bir önceki karınca ne kadar dolambaçlı hareket ederse etsin). Her karınca, önündekine doğru dümdüz hareket ettiği için ardıl karıncaların arasındaki mesafe ya aynı kalıyor, ya da azalıyordu. Eğer öncü kanncanın yolu düz olursa onun izleyicisi de düz bir yol izleyecektir, karıncaların aynı hızda hareket ettiklerini varsayarsak mesafenin sabit kalması sonucu akla yatkındır. öncü kanncanın dönüş yapması halinde ise arkadaki karınca onu kestirme yol izleyerek takip edebilir, bu da mesafenin bir miktar kısalması demektir. Böylece, besin kaynağına giden yolun başlangıç ve bitiş noktaları arasındaki mesafe giderek kısalır, belli sayıda karıncadan sonra ise bu mesafe minimum değerine ulaşır, başka bir deyişle düz bir çizgi elde edilir Peki bilgisayar ürünü olmayan "gerçek karıncalar" bunu nasıl başarıyorlar? Con necticut Doğa Tarihi Müzesi'nden bir karınca uzmanı olan Carl Rettenmeyer "Karıncalar, yollan boyunca kimyasal maddelerle iz bııakıyorlar. İlk karınca oldukça tereddütlüdür çünkü sadece bir kâşif olduğundan belli bir hedefe yönelmiş değildir, dolayısıyla dolambaçlı bir yol izler " diyor ve ekliyor.'Daha sonra gelen karınca, kâşifin bıraktığı kimyasal izi bulur takat bunu tümüyle takip etmez, onun bıraktığı iz, kâsifinkin IKLIMBILIM Filipinlerdeki Pinatub Yanardağı'nın patlamasıyla iklim soğuması ve ozon azalması arasında ilişki saptandı. 1993te havada garip şeyler olmaya başladı. Ocak ayında, stratosferdeki ozon düzeyinde cıddı bir düşüş kaydedildı. Eylülde, Antarktıka üzerındeki ozon delığı, eskisinin iki katı bir halde geri döndü. Üslelık, astmosferdeki karbondioksıt duzeyınin, sera etkisini de hızlandıracak şekilde artmasına karşın, yaz sıcaklıkları, normalin altında seyrediyordu. Araştırmacılar, ozon düşüşüyle şaşırtıcı derecedeki soğuk tıavanın ortak bir nedeni olduğunu düşünüyor: Filipinlerdeki Pinatubo Yanardağı'nın 1991 yılında patlaması. Pınatubo'nun havaya saldığı yoğun karbondioksıt kısa sürede stratosfere kadar ulaştı. Burada oksıjen ve su buharıyla tepkimeye girerek, sülfirik asit oluşturdu. Çıplak gözle görülememesine karşın, bu sizin yüzde 30'u geçen sonbaharda da havadaydı. Volkanik sülfirik asit bulutları koca bir gölge gibi davranır: Güneş ışığını uzaya geri göndererek, gezgenin sogumasına yol açar. Ancak ne kadar bir soğumaya neden olacağnı kestirmek zordur. Patlama gerçekten çok büyük değilse, yerkürenin sürekli değişen hava durumu ıçensinde etkileri yitıp gider. Pinatubo'daki patlamaysa yeterince guçlüydü. Bu da iklim bilim Yepyüzünü soğutan yanardağ tüsü'nden James Hasen ve arkadaşları, patlamadan altı ay sonra ongorulerını yayımlamışlardı. Yayımladıkları metinde, patlamadan çıkan sülfirik asit bulutunun çok büyük olduğu, 1992 kışında sıcaklıkta bir derecelik düşüşe neden olacağı, 1993te hafif bir ısınma olacağı ve 1990ların ortalarında insanın yol açtığı sera etkısinin tekrar tüm gücüyle geri geleceği yazıyordu Gezegenimiz gerçekten de 199 2sonlannda. en soğuk noktasına ulaştı ve geçen yıl hafıf bır lyıleşme yaşadı. Hansen'ın kurduğu modele göre, kıtaların iç kısımlarında da kayda değer bir soguma yaşanacaktı 1992 ve 1993 yılında, bu da doğrulandı. Pekı Mıssısıppı dekı sel baskınlarının sorumlusu da bu soğuma olabılır mi? Hansene göre yanıt evet. Soğuma, soğuk cephe dalgasına yol açmış olabılır. Dalga, yağmur fırtınalarının normal batıdoğu seyrini önlemış ve tüm yağmuru ortabatıya dökerken, doğuya kuraklık getirmış olabılir. Hansen, kurduğu modele, daha fazla öngörüde bulunabilecek kadar guvenmıyor. Pınatubo'nun ozon tabakasına etkileri de henüz kesınliğe kavuşmuş değil. Aslında vol den daha kısa olur, olay bu sekilde devameder." Matematiksel ispatın, karınca biyologları kadar robotikçilerin de işine yarayacağı tahmin ediliyor. Bir robotun belli noktalar arasındaki en kısa yoldan hareket etmesini sağlamak, matrisler kullanılarak yapılan karmaşık hesaplar gerektirir, oysa karıncalardakine benzer bir sistem kurularak bu iş çok daha kısa bir yolla çözümlenebilir. (Disc.s.ö) cller için büyük bir şanstı Böylece, küresel ısınmayla ilgili iklim modellerinin, volkanların neden olduğu küresel soğumaya uygulanıp uygulanamayacağını deneme olanağı buldular. NASA'nın Goddard Uzay Çalışmaları Ensti kanlarla ozon arasındaki ilişki genellikle karışıktır. Ozon tabakasındaki incelemeye ınsan yapımı kloroflorokarbonların neden olduğu soyleniyor. Stratosferde açığa çıkan klorın, morötesi ışınların varlığında, tek bır ozon molekülunü oluşturan uç oksi|en atomuyla tepkimeye gırerek, atomlar bır ozon molekülunü oluşturan üç oksijen atomuyla tepkimeye girerek, atomlar arasındaki bagı kırıyor Yine de kloroflorokarbon, klorinin tek kaynağı değil. Pinatubo'nun patlamasıyla açığa çıkan klorinin miktarı çok büyuktu Pekı, volkanik patlamalar, şımdıye dek neden ozon tabakasının yok olmasına neden olmadı? Atmosfer bılimciler Azadeh Tabazadeh ve Richart Turco'ya gore. volkanlar. kiorıni hidroklorik asit bıçımınde salıyor. Hıdroklorik asit, kloroflorokarbonun aksıne, suda çözünebilir. Ve volkanik parçaların içinde bol mıktarda su damlası vardır Ancak volkanlar yıne de o kadar masum değil. Pinatubo patlamasından sonra, stratosferdeki ozon yoğunluğu ciddi biçimde düştu. ABD, yaz aylarında, ozon tabakasının normalden yüzde 10 daha ince olduğunu saptadı. Rusya'nın bazı kesimlerınde, ozon yoğunluğu, normalin yüzde 25 altına duştu Pinatubo nun etkileri geçecek olsa da. Hansen, Pinatubonun en azından küresel ısınmayla ilgili öngörülerin ciddiye alınmasını sagladığını düşünüyor. 35777