“Maddesel dünya yalnızca teknolojimizin ve kültürümüzün sergisi değildir, o bizim bir parçamızdır. Onu biz icat ettik, onu biz yaptık ve karşılığında da o bizi biz yapan şeye dönüştü.”

1950 yılına kadar Picasso hâlihazırda yaratıcı ürünleriyle – resimleri, heykelleri, bronz dökümleriyle – dünyaca meşhur bir sanatçıydı; fakat yalnızca kendi çevresindeki insanlar onun üretim sürecindeki sihri gerçekten takdir ediyorlardı. Bu durum, Picasso cam boyası yaparken bir belgeselde görüntüleri çekilene dek sürdü; bu sahne çekilirken kamera Picasso’nun saydam tuvalinin diğer tarafında dönüyordu – o zamanlar bu radikal bir girişimdi – ve bu saydam tuval de Picasso’nun olağanüstü sürecinde dünyanın nefesini tuttuğu yerdi. Bu, camın gücüydü. Stuff Matters: Exploring the Marvelous Materials that Shape Our Man-Made World (Eşyalar Önemlidir: İnsan Yapımı Dünyamızı Şekillendiren Muhteşem Maddelerin Keşfi) adlı kitapta İngiliz malzeme bilimcisi, mühendis ve eğitimci olan Mark Miodownik “inşa ettiğimiz malzeme dünyasını çözmek ve bu malzemelerin nereden geldiğini, nasıl çalıştıklarını ve bizim hakkımızda neler söylediklerini bulmak” amacıyla yola çıkıyor. Bunu yaparken de o malzemeleri, her birini var eden en temel insan tutkularına bağlantılı kalarak açığa çıkarıyor ve onları üreten malzeme biliminin, hayatlarımızın daha kapsamlı bağlamını nasıl etkilediğini inceliyor.

Miodownik şöyle bir fon çiziyor:

Bu eşya önemlidir. Sahneden somut şeyleri, camı, tekstil ürünlerini, metalleri ve diğer malzemeleri aldığımız zaman ben, havanın içerisinde titreyerek, çıplak kalmış olurum. Kendimizi medenileşmiş olarak düşünüyor olabiliriz, fakat bu medeniyetin çoğu kısmı maddesel zenginlik tarafından bağışlanmıştır… Maddesel dünya yalnızca teknolojimizin ve kültürümüzün sergisi değildir, o bizim bir parçamızdır. Onu biz icat ettik, onu biz yaptık ve karşılığında da o bizi biz yapan şeye dönüştü.

Kitapta incelenen en ilginç, en beklenmedik biçimde ilginç olan maddelerden birisi cam – modern hayatta çok sık rastlanan ve en nihayetinde saydam olan bir madde. Aslında camın doğasında ikilik ve paradoks fırında pişiriliyormuş gibi görünüyor – hem de kelimenin tam anlamıyla. Bu maddenin ve kültürel tarihinin yoğun ilginçliğine girmeden önce Miodownik, kumun nasıl cama dönüştüğü konusundaki temel bilimi açıklıyor – gözlemlenebilen fiziksel evren içerisindeki en dikkat çekici dönüşümlerden birisi:

Kum; rüzgârlar, dalgalar ve diğer yıpratıcı zorluklar sonucunda büyük kaya parçalarından düşen taşların küçük parçalarının bir karışımıdır. Bir avuç kuma yakından bakarsanız, bu taneciklerin çoğunun, silisyum dioksitin kristal bir biçimi olan, kuvarstan oluştuğunu görebilirsiniz. Dünyada çok fazla kuvars vardır çünkü Dünya’daki en verimli iki kimyasal öğe oksijen ve silisyumdur ve bu iki öğe, birlikte, silisyum dioksit molekülleri (SiO2) üretmek için reaksiyona girerler. Bir kuvars kristali, bu SiO2 moleküllerinin düzenli bir dizilimidir; tıpkı bir buz kristalinin H2O moleküllerinin düzenli bir dizilimi olması gibi ya da demirin, demir atomlarının düzenli bir dizilimi olması gibi. Kuvarsı ısıtmak SiO2 moleküllerine enerji verir ve onlar da titreşime geçerler fakat onlar belirli bir ısıya ulaşana kadar, onların komşularına tutunmalarını sağlayan bağları kırmaları için yeterli enerjileri kalmaz. Bu katı bir cisim olmanın özüdür. Yine de, onları ısıtmaya devam ederseniz titreşimleri sonuç olarak ciddi bir değere ulaşacaktır – yani erime noktasına – ve bu noktada bağları koparmak için yeterli enerjileri olacak; karmaşık bir şekilde de etrafa zıplayacaklardır ve de sıvı SiO2 haline geleceklerdir. H2O molekülleri de, buz kristalleri eridiği zaman aynı şeyi yaparlar ve akışkan su haline dönüşürler.

Fakat işin güç kısmı şu – bu akışkan suyu dondurucuya koyduğunuz zaman, tekrar donarak buz kristallerine dönüşme konusunda sorun yaşamazlar. Ayrıca bunu tekrar ve tekrar; eriterek ve dondurarak yapabilirsiniz. Fakat SiO2 su gibi değildir ve bir kez soğutulduğu zaman tekrardan kristal oluşturma konusunda zorluk çeker – sanki moleküller bu oluşumun içerisinde nasıl toplanacağını unutmuşlar gibidir. (Bu kavram ile ilgili muhteşem bir Radiolab bölümü de var.) Dahası; insanbiçimcilik ile kalmak için moleküller uyuşuk bir biçimde büyürler – çünkü soğuma sırasında enerji kaybettikleri için, uygun pozisyona girmek konusunda çok daha zor zamanlar yaşarlar. Bu ihmalkâr tembellik sonucunda da cam mucizesi gerçekleşir – “karmaşık bir akışkanın moleküler yapısına sahip olan katı bir cisim”.

Camın doğasında bulunan paradokslardan birisinin ortaya çıktığı yer tam da burasıdır: Eğer SiO2’nin cam üretmek için aldığı tek şey onun kuvars kristal oluşturmak için aldığı tek şey ise; insan bunu yapmanın çok basit bir iş olduğunu düşünebilir. Yalnızca bir avuç kum yanıyor ve sonra cama dönüşüyor. Ne yazık ki bu iş o kadar da kolay değil – öyle olsaydı Dünya’nın çölleri çok uzun zaman önce cama dönüşürdü. Bunun olmamasının sebebi de iki katlı bir sebep.

Miodownik şöyle açıklıyor:

Sorunlardan ilki, çoğu kumun iyi bir cama dönüşmek için doğru mineral birleşimlerini içermiyor olması: kimyada kahverengi ürkütücü bir işarettir, yabancı maddelerin karışımına sahip olduğunuzun bir göstergesidir. Resim alanında da bu böyledir: renklerin rastgele birleşimleri, saf sonuçlara neden olmazlar: bunun yerine, kahverengimsi-gri tonlar elde edersiniz. Fakat sodyum karbonat gibi sözde akıntılar olan bazı katkı maddeleri camın oluşumunu teşvik ederler; ama çoğu etmeyecektir. Ne yazık ki, ağırlıklı olarak kuvars olmasına rağmen, kum rüzgârın o yöne ittirdiği şeylerden de oluşmaktadır. Sorunlardan ikincisi ise, kum doğru kimyasal bileşime sahip olsa da onu eritmek için gereken derece neredeyse 1200⁰ C’dir; 700-800⁰ C arasında olan normal bir ateşten çok daha fazlasıdır.

Antoine de Saint-Exupéry’nin “Küçük Prens” için çizdiği orijinal sulu boya çalışmalarından birisi, 1943.

Ancak, işin püf noktası bir yıldırımda bitiyor; yıldırım bir çölü 10,000⁰ C’den fazla ısıtabilir – bu ısı da çölü eritme gücüne sahiptir. Bu gerçekleştiği zaman, boru şeklinde cama benzeyen bir madde olan cam gövdeleri oluşur – bu maddeye fulgurit adı verilmektedir ve Latincede “yıldırım” anlamına gelen fulgur kelimesinden gelmektedir. Kum kirli olduğu için, bu fulguritler bulanıktır ve neredeyse mattır. Bazı belli durumlar haricinde:

Yine de, bir yıldırım bu işi yapacaktır. Bu yıldırımlardan birisi çöle düştüğünde 10,000⁰ C’den fazla ısı yaratır ve bu ısı kumu eritmek için yeterlidir. Bu durum Libya Çölünün bir kısmında neredeyse tamamen kuvarstan oluşan saf beyaz kum bölgesi yaratmıştır. Çölün o kısmını gezdiğiniz zaman nadir bir cam formuna denk gelebilirsiniz ve bu cam dağınık bir fulguritten çok, modern bir camın mücevherimsi berraklığına sahip olan bir şeye benzer. Bu çöl camının bir parçası Tutankhamun’un mumyalanmış vücudunda bulunan dekoratif bokböceğinin merkezini oluşturur. Çöl camının antik Mısırlılar tarafından yapılmadığını biliyoruz çünkü son zamanlarda açıklanan bilgiye göre çöl camı yirmi-altı milyon yaşında. Buna benzer olarak bildiğimiz tek cam Trinitite camı, bu cam ise 1945 yılında Nevada, White Sands’de Trinity nükleer bomba testi bölgesinde oluşturuldu. Yirmi-altı yıl önce Libya Çölünde nükleer bomba bulunmadığını göz önünde bulundurursak, güncel teori; görünüş açısından saf cam yaratmak için gereken fazla yüksek ısı derecelerinin, bir meteorun yüksek enerjili etkisinden üretilmiş olabileceğini söylüyor.

Fakat yalnızca bir gariplikten çok, fulguritler camın içerisinde gizli olasılıklar barındırırlar. Bu gizli olasılıklar yalnızca Dünya’nın kültürel ve doğal tarihinin katılımcısı değildir, aynı zamanda bir hikâye de anlatırlar – çünkü antik fulguritler oluşurken hava baloncukları hapsederler ve bunlar da hava bilimcilerine geçmişin paha biçilemez bir kaydını sunarlar.

Miodownik’in, camın kültürel rolü ile ilgili değindiği en ilginç noktanın bilimle bir ilgisi var – fakat ilişkinin beklenen yönünde değil. Dünyayı değiştiren çoğu yenilikte olduğu gibi; icat eden kişi ile, bu icadın yoğun bir şekilde benimsenmesini sağlayan popülerleştiren kişi farklı bireylerdir ve genelde aralarında uzun yıllar vardır. Yunanlılar ve Mısırlılar cam yapımına öncülük etmişlerdir fakat onu günlük hayatımıza sokanlar Romalılardır. Mineral natronu keşfettikten sonra, diğerlerine göre daha temiz olan camı, saf kuvarsı eritmek için gereken ısıdan daha düşük ısılarda üretebildiler. Bir gövdenin içerisinde cam üretmek için özel fırınlar inşa ettiler ve daha sonra bu Roma İmparatorluğu boyunca yayıldı – yani cam devriminin yalnızca teknoloji ile değil, aynı zamanda altyapı ve ticaret ile de alakası var. Daha sonra cam sıradan bir vatandaşın alabileceği ve bulabileceği bir madde haline geldi – bu başarı ise değişik bir teknoloji kullanımına bağlı değildi, aksine; Moore’un kanunları harekete geçirmeye bağlıydı.

Romalıların cam devrinin zirveye ulaşan başarısı – Latincede “wind eye” (“rüzgâr gözü”) anlamına gelen – pencerenin de icadıdır. Pencere açıklıkların, bina inşalarında kullanılan rüzgâr boşluklarının doldurulduğu şeylerdir. Miodownik’in de belirttiği gibi, bu da mimari cama olan modern takıntımızın doğuşudur. Romalılar ayrıca modern aynayı da icat etmişlerdir; modern ayna da cam devriminden önce, daha soluk ve daha bulanık görüntü veren yüksek cilalı metal yüzeyden oluşuyordu. Camla kaplanmış olan ayna yalnızca dalgalı bir görüntü sağlamıyordu, aynı zamanda ucuzdu ve üretimi de kolaydı.

Fakat cam hikâyesinin en ilginç yanının Bilimsel Devrimin kendisiyle bir bağlantısı var. Roma İmparatorluğunun yıkılmasından bin yıl sonra Çinliler tahta, kâğıt, seramik ve metallerin sıra dışı bir ustalığı aracılığıyla dünyanın en iyi madde uzmanlığını geliştirdiler.

Fakat camı büyük bir ölçüde göz ardı ettiler. Bu esnada Avrupa’da bilim adamları ve mucitler teleskop ve mikroskop üretmekle uğraşıyorlardı – bu da bilimsel devrimin güç merkezi eşiydi. Miodownik’in en ilgi çekici noktası muhtemelen burası; çünkü Miodownik bu durumun, gelecek yıllarda devam eden, Doğu ile Batı arasındaki uyumlu maddesel zenginlik ve teknolojik gelişmeler için tohum ekmiş olabileceğini iddia ediyor.

Miodownik şöyle yazıyor:

Doğuda camın hor görülmesi on dokuzuncu yüzyıla kadar sürdü. Bunun öncesinde, Japonlar ve Çinliler binalarındaki pencereler için kâğıda güveniyorlardı; kâğıt orada işe yarayan bir maddeydi fakat mimaride bambaşka bir tür ile sonuçlandı. Doğuda cam teknolojisinin yoksunluğu; teknik kapsamlılığa rağmen; onların hiçbir zaman teleskop ya da mikroskop üretmedikleri ve Batılı misyonerler onlara tanıtana dek bunlara erişimlerinin olmadığı anlamına geliyordu. Çinlileri kendi teknolojik üstünlüğünden faydalanmaları ve bilimsel bir devrim başlatmaları konusunda engelleyen şeyin, tıpkı on yedinci yüzyılda Batıda da olduğu gibi, bu iki önemli optik aracın yokluğu olup olmadığını söylemek imkânsızdır. Fakat kesin olan şey şudur ki, bir teleskopunuz yoksa Jüpiter’in ayları olduğunu ya da Plüton’un var olduğunu göremezsiniz ya da evrenin modern anlayışını destekleyen astronomik ölçümler yapamazsınız. Benzer şekilde, mikroskop olmasa, bakteri gibi hücreleri görmek ve tıp ve mühendisliğin gelişimi için gerekli olan mikroskobik dünyayı sistematik bir biçimde çalışmak imkânsızdır.

[…]

Cam teknolojisi ile on yedinci yüzyıl bilim devrimi arasındaki ilişkinin bir sebep-sonuç ilişkisi olup olmadığı hala ucu açık bir sorudur. Görünen o ki; cam onun sebebi olmaktan çok onun için gerekli bir durumdu. Buna rağmen, şüphesiz olarak cam Doğuda büyük ölçüde, bin yıllarca göz ardı edilmiştir.

Yazara Göre

Bu karmaşık, olası sosyal-politik etkilere geri dönersek, camın en kayda değer özelliği aynı zamanda onun en temel özelliği – kristalli berraklığı ve umutlandıran saydamlığı; ışığın içerisinden geçmesini sağlayan ve onu diğer katı maddelerden ayıran gizemli özelliği. Miodownik, gerçek – ve beklenmedik – gizemi daha derinden inceliyor:

Sonuç olarak cam, bir avuç kumu oluşturan atomların aynısını içeriyor. Peki, bunlar kum biçiminde neden mat ve cam biçiminde neden saydam ve nasıl ışık geçirebiliyor? Cam silisyum ve oksijen atomlarından ve aynı zamanda birkaç diğer türden oluşmaktadır. Her atomun içerisinde merkezi bir çekirdek vardır ve bu da çeşitli sayıda elektronlarla çevrili proton ve nötronlar barındırır. Çekirdeğin boyutu ve bireysel elektronlar, atomun boyutuna kıyasla çok küçüktürler. Bir atomu, bir atletizm stadyumunun boyutunda var sayarsak; çekirdeğin boyutu da onun merkezindeki bir bezelye tanesi kadar olacaktır ve elektronların boyutu da etraftaki tribünlerde bulunan kum taneleri kadar olacaktır. Yani bütün atomların içerisinde büyük bir boşluk vardır. Yani, ışığın bir elektrona ya da çekirdeğe çarpmadan içerisinden geçebileceği çok fazla boşluk olması gerekmektedir. Bu gerçekten de vardır. Yani asıl soru “cam neden saydamdır?” değil; fakat “neden bütün maddeler saydam değildir?” olmalıdır.

Disney’in “Atom Arkadaşımız” eserinden bir çizim, 1956.

Miodownik benzetmeyi, daha geniş bir açıklama sunmak amacıyla, genişletiyor:

Atomik bir stadyumun içerisinde… Elektronların, tribünlerin yalnızca belirli bir kısmına girmelerine izin verilir. Yani, sanki bütün koltuklar kaldırılmış ve geriye yalnızca belirli koltuk sıraları kalmıştır ve her elektron kendisine ayrılmış olan sırayla kısıtlıdır. Eğer bir elektron daha iyi bir sıraya yükselmek isterse, daha fazla – nakit enerji – ödemesi gerekmektedir. Atomun içerisinden ışık geçtiği zaman, bir enerji patlaması sağlar ve sağladığı enerji miktarı yeterliyse bir elektron bu enerjiyi daha iyi bir koltuğa geçmek için kullanır. Böyle yaparak, ışığı emer ve maddenin içerisinden geçmesini engeller.

Fakat burada bir tuzak vardır. Işığın enerjisi, elektronun koltuk değiştirmesi için gereken miktar ile tam olarak uyuşmalıdır. Eğer çok küçükse ya da başka bir deyişle, yukarıdaki sırada mevcut bir koltuk yoksa elektron kendisini geliştiremez ve ışığı da ememez. Enerji uyuşmazlığı durumunda elektronların sıralar (ya da enerji durumları) arasında hareket edememesi fikri atomik dünyayı, yani kuantum mekaniğini yöneten teoridir. Sıralar arasındaki boşluk, belirli enerji miktarlarına ya da kuantumlarına karşılık gelir. Bu kuantumların camın içerisinde düzenlenme şekli; boş bir sıraya geçmek için gereken enerjinin görünen ışıkta bulunandan çok daha fazla olması durumudur. Bu nedenle, görünen ışığın, elektronların koltuklarını geliştirmelerine yetecek miktarda enerjisi ve atomların içerisinden dümdüz bir biçimde geçmekten başka şansları yoktur. Camın saydam olmasının sebebi budur. Diğer yandan, yüksek enerjili ışıklar – UV ışıkları gibi – camın içerisindeki elektronları daha iyi koltuklara yükseltebilirler ve böylece cam UV ışıklarını geçirmez. Cam aracılığıyla bronzlaşmamanızın sebebi budur, çünkü UV ışıkları bu sayede size ulaşmaz. Tahta ve taş gibi mat maddelerin içerisinde birçok ucuz koltuk mevcuttur ve böylelikle, görünen ışık ile UV onlar tarafından kolaylıkla emilir.

Bu durum insanın popüler gözlük markalarının “UV filtresi” reklamlarını merak etmesine sebep oluyor – fakat yine de, bütün camların UV ışığını filtrelediğini söylemek daha az ticari bir mesaj oluşturuyor.

Işık ve cam arasındaki etkileşim bizleri bilimsel devrimin merkezine ve – konu cama geldiğinde – dâhiliği tersine mühendislik işlerinden birisi olan Sir Isaac Newton’ın merkezine götürüyor. Miodownik onun büyük katkısını şöyle belirtiyor:

1666 yılında Isaac Newton gün gibi ortada olan şeyin aslında yanlış olduğunu fark etti ve gerçek bir açıklama ortaya koydu. Newton’ın moment dâhiliği, yalnızca cam bir prizmanın bir renk karışımı içerisinde “beyaza” dönmesini değil aynı zamanda bu süreci tersine çevirebildiğini de fark etmesiydi. Bundan yola çıkarak Newton bir cam parçası tarafından üretilen bütün renklerin hali hazırda ilk olarak ışıkta bulunduğunu ortaya çıkardı. Renklerin hepsi güneşten, bir ışık karışımı ışını olarak; yalnızca cama çarptıklarında kendi ana renklerine ayrılmak için, yola çıkıyordu. Ayrıca su da saydam olduğu için, bir damla suya çarpsalar yine aynı şey olurdu. Newton aniden, tarihte bir ilk olarak gökkuşağının özelliklerini açıklamayı başarmıştı.

Cama borçlu olduğumuz bu ve diğer birçok kültürel katkıyı – kimyacılara daha berrak deney şişeleri sağladı ve içerisinde gerçekleşen tepkimeleri gözlemlemelerine olanak sağladı; radikal bir biçimde bira içimini değiştirdi, çünkü bir zamanlar bulanık mayalı olan bir içkinin gözle görülür biçimde altına benzemesini sağladı – dikkate alarak Miodownik belki de camın en güzel kültürel paradoksu olan şey üzerine düşünüyor:

Bunları mümkün kılan maddeye çok büyük bir sevgi duymuyoruz. İnsanlar tahta bir zemine ya da demirden yapılmış bir tren yoluna yaptıkları şekilde, cam için şiirsel sözler yazma eğilimde değiller. Ellerimizi çift camlı panele koyup, orada bulunan maddenin güzelliğine hayran kalmıyoruz. Belki de bunun nedeni, camın en saf biçimiyle özelliksiz bir madde olmasıdır: pürüzsüz, saydam ve soğuk. Bunlar insan özellikleri değildir. İnsanlar daha çok renkli, karışık, güzel ya da bozuk şekilli camlara ilgi duyma eğilimine sahiptirler. Modern şehirlerimizi sayesinde inşa ettiğimiz en etkili cam türü düz, kalın ve muhteşem bir biçimde saydamdır; fakat bu çok az sevilir, çok az bilinir: en görünmeyen odur…

Tarihimizdeki ve hayatımızdaki tüm kayda değer önemi açısından cam bir şekilde bizim ilgimizi kazanmak konusunda sınıfta kalmıştır ve yaşamlarımızın kıymetli yapısının bir parçası haline gelememiştir. Ona değer verdiğimiz tek yön aynı zamanda onu bizim ilgimizden de uzaklaştıran şeydir: o hareketsiz ve görünmezdir, yalnızca optik açıdan değil, aynı zamanda kültürel açıdan.

Yazara Göre

Stuff Matters (Eşyalar Önemlidir) adlı eser bütünüyle aydınlatıcı bir eserdir.

Brain Pickings by Maria Popova
Çeviren: Gözde Zülal Solak (tabutmag)