Niceliksel Bilimin Peşinde: Antoine Lavoisier

Antoine-Laurent de Lavoisier 26 Ağustos 1743'te Fransa'nın başkenti Paris'te zengin bir ailenin tek çocuğu olarak dünyaya geldi.

Çok küçük yaşta, daha beş yaşındayken annesinin ölümü ertesinde kendisine büyük bir servet miras kaldı.

Hayatının ilk on yılında herhangi bir okula gitmedi ve ancak 11 yaşına geldiğinde eğitimine başladı.

Okulda botanik, kimya, matematik, astronomi ve meteoroloji gibi konulara ilgi duydu. İlk, orta ve lise öğrenimini Dört Ulus Koleji’nde (Collège des Quatre-Nations) tamamladı ve 1761 yılında mezun oldu.

Babası kariyer olarak bilimi ciddi bir meslek olarak görmediği için oğlunun hukukçu olmasını ve bilimi bir hobi olarak görmesini istiyordu.

Lavoisier, Mazarin Koleji’nde hukuk diploması için çalışırken bilime olan ilgisini sürdürdü ve hukuk derslerinin yanı sıra bilim derslerine de katıldı.

1764'te hukuk fakültesinden mezuniyetinin ertesinde avukatlığa başladı, fakat asıl ilgi alanı bilimsel çalışmalardı.

22 yaşındayken, şehir sokaklarını zeytinyağıyla aydınlatma projesi ile ilgili yazdığı bir makaleyle kraliyet ödülü kazandı.

Özellikle 1764 yılı Antoine için oldukça verimli geçti, çünkü sülfat minerali “jips”in özelliklerini ele alan ilk bilimsel makalesini yayınladı. Fransız Bilimler Akademisi’nde yayınlanan bu makale, bilim adamı olarak kariyerinin başlangıcı oldu.

1768'de Fransız Bilimler Akademisi Lavoisier'i üye olarak kabul etti. Bununla beraber, Fransa'nın en eski jeolojik haritasını yapacak olan ekibe katıldı.

1772 yılında fosforun yanmasının etkilerini keşfetti. Sürecin çok fazla hava gerektirdiğini ve bunun sonucunda kütle kazancı olduğunu fark etmişti.

Aynı yıl karbon, hidrojen ve oksijen elementlerini adlandırdı; oksijenin yanma ve solunumdaki rolünü keşfetti, suyun hidrojen ve oksijenden oluşan bir bileşik olduğunu ortaya koydu.

1774 yılında, kimyasal bir reaksiyon sırasında herhangi bir maddenin sıvı, gaz ya da katı halini değiştirebileceği sonucuna vardı. Ancak bu işlem sırasında maddenin kütlesinde herhangi bir farklılık görülmediğini gözlemledi.

Bu gözlem, “kütlenin korunumu yasası”nı keşfetmesine yol açtı.

1777 yılında Lavoisier sülfürü bir element olarak doğru bir şekilde tanımladı. Bu maddeyle ilgili kapsamlı deneyler yapmış ve daha basit maddelere ayrıştırılamadığını gözlemlemişti.

Lavoisier, oksijen ve hidrojeni tanımlamanın yanı sıra "nitrojen"i de keşfetmiş ancak bunun yerine kelime olarak "azot "u seçmiştir. Halen Fransızca nitrojen kelimesi yerine genel olarak “azot” kullanılmaktadır.

1791 yılından itibaren Fransız Bilimler Akademisi'nin metrik ölçüm sistemini geliştiren komitesinde görev aldı. Bu çalışma, Avrupa’da metrik ölçü birimlerinin yaygınlaşmasına öncülük etti.

*

En büyük bilimsel keşiflerini 1772-1780 yılları arasında gerçekleştirmiştir.

Bu tarihte insanlar maddenin yanma sürecini anlayamıyordu. Bu süreci açıklamak için, tutarsız ve kafa karıştırıcı kuramlar vardı. Bunların başında da bazen negatif kütleye sahip olan ve tespit edilemeyen bir madde olan filojiston (phlogiston) kuramı geliyordu.

“Filojiston” kelimesi Antik Yunancada phlogistón (yanan), phlóx (ateş) kelimesinden türetilmiş ve ilk kez Johann Joachim Becher tarafından 1667 yılında ortaya atılmış, Lavoisier’e kadar maddenin yanma ve paslanma sürecinde ortaya çıkan şeyi tanımlamak için kullanılmıştır.

Bugün biz buna “karbondioksit” diyoruz ve yanmanın maddelerin yüksek sıcaklıklarda oksijenle tepkimeye girmesiyle gerçekleştiğini biliyoruz.

Lavoisier bu alanda çalışmaya başladığında, oksijenin detaylı bir şekilde Joseph Priestley tarafından keşfedilmesine daha iki yıl olduğunu unutmayalım.

*

Lavoisier'nin çalışmalarının en büyük avantajı onun ölçülere dayalı bilim anlayışıydı. O en net tabiri ile niteliksel bilimden ziyade niceliksel bilimin yani ölçülebilir olanın biliminin peşindeydi.

1772 yılında, fosfor veya kükürt havada yakıldığında ortaya çıkan maddelerin asidik olduğunu keşfetti. Bu maddeler aynı zamanda orijinal fosfor veya sülfürden daha ağırdı, bu da elementlerin havadaki bir şeyle birleşerek asit ürettiğini gösteriyordu.

1774 yılında Joseph Priestley Paris'i ziyaret etti. Priestley, Lavoisier'e şimdi cıva oksit dediğimiz bileşiği ayrıştırdığında ortaya çıkan gazdan bahsetti. Bu gaz yanmayı normal havadan çok daha güçlü bir şekilde destekliyordu.

Priestley bu gazın havanın özellikle saf bir versiyonu olduğuna inanıyordu. Olağandışı özelliklerinin flojiston yokluğundan kaynaklandığına inanarak ona “filojistondan arındırılmış hava” adını verdi.

Lavoisier bunun böyle bir şey olduğuna inanmıyordu, çünkü filojistona inanmıyordu.

1779'da Lavoisier cıva oksit tarafından salınan element için oksijen adını buldu. Oksijenin havanın yüzde 20'sini oluşturduğunu ve yanma ve solunum için hayati önem taşıdığını buldu. Ayrıca fosfor veya sülfür havada yandığında, ürünlerin bu elementlerin oksijenle reaksiyona girmesiyle oluştuğu sonucuna vardı.

1778 yılında Lavoisier, cıva oksit ısıtıldığında ağırlığının azaldığını buldu. Açığa çıkan oksijen gazı, cıva oksitin kaybettiği ağırlıkla tam olarak aynı ağırlığa sahiptir.

Bu bize bugün apaçık görünse de o günlerde filojiston kuramına olan genel bağlılık nedeniyle pek de öyle değildi.

*

Bir dizi farklı maddeyle çalıştıktan ve 1772'de karbonla yaptığı çalışma gibi daha önceki çalışmaları hatırladıktan sonra Lavoisier yeni bir temel doğa yasasını duyurdu: Kütlenin korunumu yasası.

Onun ifadesiyle, bir kimyasal reaksiyonun ürünlerinin toplam kütlesi, başlangıç maddelerinin toplam kütlesine eşittir.

Genellikle Lavoisier'in kütlenin korunumu ilkesini ortaya koyan ilk bilim adamı olduğu söylenir. Bu kesinlikle yanlış değildir. 1630 yılında Jean Rey benzer bir yasa formüle etmişti; 1755 yılında Joseph Black magnezyumu keşfettiği çalışmasında yasanın doğru olduğunu varsaymıştı ve 1760 yılında Mikhail Lomonosov yasanın bir açıklamasını yayınlamıştı.

Kütlenin korunumu yasası ancak Lavoisier'in bağımsız olarak keşfetmesinden sonra kesin olarak yerleşmiştir.

*

Lavoisier, yanma ve solunumun kimyasal olarak aynı olduğundan şüpheleniyordu. Bunu Pierre-Simon Laplace'ın yardımıyla gösterdi. İkili, bir kobay faresinin nefes alırken yaydığı karbondioksit ve ısı miktarını ölçtü. Bunu, kobay faresinin soluduğu miktarda karbondioksit üretmek için karbonu yaktıklarında ortaya çıkan ısı miktarıyla karşılaştırdılar.

Sonuçlar Lavoisier'in solunumun bir yanma biçimi olduğu sonucuna varmasını sağladı: Memeliler tarafından solunum sırasında üretilen ısı, vücutlarını oda sıcaklığının üzerinde tutar.

*

1783'te Lavoisier, Henry Cavendish'in 1766'da yeni bir element olarak kabul ettiği gaz için 'hidrojen' adını buldu; Cavendish gaza “yanıcı hava” adını vermişti.

Pierre-Simon Laplace ile tekrar çalışan Lavoisier, hidrojeni oksijenle yaktı ve suyun oluştuğunu tespit ederek suyun bir element olmadığını, aslında hidrojen ve oksijen elementlerinden oluşan bir bileşik olduğunu ortaya koydu.

Bu sonuç pek çok insanı şaşırttı, çünkü o zamanlar 'herkes' suyun 'bölünmez' elementlerden biri olduğunu sanıyordu.

*

Lavoisier bilimsel araştırmalarının yanı sıra başka alanlarda da yetenekliydi.

26 yaşındayken Fransız hükümeti için vergi toplayan bir şirketi satın aldı. Bunu yaptıktan sonra, daha yoksul vergi mükelleflerine yardımcı olmak için vergi yasasında reform yapılması için çaba harcadı.

Ayrıca hükümetin barut komisyonunda görev alarak Fransız barutunun kalitesini önemli ölçüde artırdı.

Lavoisier 1771 yılında, 28 yaşındayken Marie-Anne Pierrette Paulze ile evlendi. Marie-Anne’nin babası aynı zamanda Lavoiser’in şirketinin büyük hissedarlarından biriydi.

Marie-Anne iyi eğitimli olmasının yanında birkaç dili iyi derecede okuyup yazabiliyordu. Deneylerinde ve makalelerinde Lavoisier’e destek oldu. Lavoisier yeni kuramlarını açıkladığında bunların kabul edilmesi için yürütülen kampanyalarda aktif bir rol oynadı.

1789'da başlayan Fransız Devrimi sırasında, burjuvalar başta olmak üzere eski hükümet için çalışan herkes tehdit altındaydı.

Devrimciler, 1793'te Fransız Bilimler Akademisi'ni ve diğer akademik birlikleri kapattılar.

Lavoisier yabancı bilim adamlarını desteklediği için devrim hükümeti tarafından sevilmiyordu.

1794'te vergilendirme ilgili faaliyetleri nedeniyle vatan haini olarak damgalandı ve ölüme mahkûm edildi. Kendisine yöneltilen suçlamalar arasında Fransa hazinesinden para çalmak ve bu parayı Fransa'nın düşmanlarına vermek de vardı.

Savunması yeterli görülmedi; 8 Mayıs 1794'te Paris'te Marie-Anne'nin babası ve 26 kişiyle birlikte giyotinle idam edildi.

Öldüğünde 50 yaşındaydı.

*

Lavoisier ölümünden sonra ardında büyük bir miras bırakmıştır. Paris’te önemli liselerden birine (Fransızca'da "lycées" olarak adlandırılır) Lavoisier'in adı verilmiştir.

Ayrıca, yine Paris’te 8. bölgede bir caddeye de onun adı verilmiştir.

Eyfel Kulesi'nde adı yaşatılmaktadır.

Hôtel de Ville ve Louvre'daki Cour Napoléon'un ön cephesindekiler de dahil olmak üzere Lavoisier adına çeşitli heykeller dikilmiştir.

Lavoisier'in adı ABD ve Avrupa’daki birçok önemli bilim akademisinde seçkin bilim adamları arasında yer almaktadır. Adına bilim madalyaları ve ödülleri verilmektedir.

*

Özetlersek, Lavoisier bilimsel devrimler yapan bir dâhiydi. Bu dâhinin özellikle kimya alanına yaptığı katkılar devrim niteliğindedir ve günümüzdeki birçok bilimsel kuramın temelini oluşturmaktadır.

Ancak, söz konusu başarılarına rağmen, Fransa'daki devrimin yarattığı kaos ve terör iktidarı sırasında iftiralar neticesinde ulusa karşı işlenen suçlardan mahkûm edilmiştir.

Kimya alanında devrim yapan bilim adamı, trajik bir biçimde bilimi, barışı ve kardeşliği savunan devrimciler tarafından infaz edilmiştir.

Fransız Devrimi, kendi çocuklarını yemekle, onları yok etmekle meşhurdur.

İronik bir biçimde, Lavoisier’in infazına karar veren jakoben devrim lideri Robespierre’in de 27 Temmuz 1794'te 36 yaşındayken devrime ihanet suçlamasıyla, benzer bir şekilde, giyotinle idam edildiğini hemen belirtelim.

Tarihte pek çok defa rastlanıldığı gibi, 1795 yılının sonuna doğru Fransız hükümeti hatasını kabul ederek Lavoisier'in tüm suçlamalardan masum olduğuna karar vermiştir.

Fakat artık çok geçtir.

*

Bilim ve sanat cesurların işidir ve ne yazık ki medeniyet dediğimiz tek dişi kalmış canavar cesurların ödediği bedeller sayesinde ayaktadır, diyebilir miyiz?

Tarihi olaylardan, tarihe damga vurmuş kişilerin yaşam öykülerinden öğreneceğimiz çok şey var.

Üstüne düşünelim.