Duyma ve Algılama Biçimiyle Radarla Aşırı Benzerlik Gösteren Bir Canlı: Yarasa
yarasaların büyük bölümünün neredeyse tamamen kör olduğunu herkes bilir. aslına bakarsanız tamamen görerek avlanabilen yarasa türleri de vardır, ancak bu canlıların çoğu gündüzleri mağara tavanlarında ters biçimde asılıp dedikodu yaparak vakit geçirmekten keyif alırken, geceleri avlanmayı seçerler.
şimdi sevgili yarasamız insan kulağının algılayamayacağı kadar yüksek frekansta şakırtılar çıkarıyor. tıpkı bizim geniş bir alanı görmemiz gibi, çevreden gelen yankıları dinleyerek ortamın görüntüsünü oluştururken, bir yandan da yine bizim gözlerimizle bir yere konsantre olmamız gibi, kulaklarını konsantre olduğu bölgeye çevirerek o kısmın daha ayrıntılı bir resmini çıkarıyor. farklı olarak bizim gibi sürekli bir görüş almıyorlar. bunun yerine her çığlık için beyinlerinde bir görüntü oluşturuyorlar. diskoya gittiyseniz stroboskop denilen hızla yanıp sönen ışıkları görmüşsünüzdür. yarasalar da beyinlerinde bu şekilde kesik kesik ilerleyen bir dünya imgesi oluştururlar. ne var ki normal gezinti sırasında saniyede on civarı şakırtı çıkaran yarasa avına yaklaşırken gitgide daha yüksek frekansla atımlar oluşturmaya başlar. hatta bazı yarasalar avına çok az bir mesafe kala saniyede iki yüz kadar ses atımı oluşturabilir ki, saniyede iki yüz kez yanan bir stroboskop ışığı altında bizim gördüğümüz gibi kesintisiz bir dünya görüntüsü oluşturuyor olmaları muhtemeldir. hatta saniyede iki yüz atım oluşturan bir yarasaya sorsanız saniyede yirmi beş kare görüntü alan insan gözünün kesik kesik görüntü aldığını iddia edip kendi kulaklarıyla övünmeye kalkabilirdi. neyse ki yarasalar alçak gönüllü canlılar olacak ki bizim yaptığımız gibi görüşlerinin kusursuz olduğunu ancak başka yaratıkların kesik kesik görüntü aldığını, iddia etmiyorlar.
şimdi saniyede iki yüz atım oluşturabilen yarasa normal uçuş sırasında neden sadece on atım ile yetiniyor?
iki yüz atım oluşturmanın zorluğundan, fazla enerji harcanması gerektiğinden falan bahsetmeyeceğim. onun yerine olaya bir matematikçi gibi yaklaşıp, ses dalgalarının birbirine karışması gibi bir problemden bahsedeceğim. ses dediğimiz dalga havada saniyede 340 metre civarı bir hızla ilerliyor. bu durumda saniyede 200 atım yapan bir canlı için çıkan ilk ses dalgası, yarasadan henüz 1.7 metre uzaklaşmışken ikinci bir ses dalgasının yola çıktığını söylemek mümkün. ancak burada bir gerçeği hatırlatmakta fayda var, yarasalar yansımalarla görüntü oluşturduğu için 1/200 saniye sonra gelen yansıma 1.7 metreyi değil, bu değerin yarısı olan 85 cm'yi ifade eder (ses 85 cm gidip geldiğinde 1.7 metre yol almış olur). başka bir deyişle saniyede 200 atım yaratan bir yarasa duyduğu bir yankı parçasının 10 cm uzaklıktan mı, yoksa 10+85=95cm uzaklıktan mı geldiğini anlamakta zorlanacaktır. bu yüzden yankıların sıklaştırılması yarasanın kafasını karıştıracaktır. bu soruna karşı oluşturulabilecek muhtemel bir mühendislik çözümü yankıların çok daha kısık sesle oluşturulmasını sağlamak olurdu, ne var ki bu durumda da görüş menzilimiz ciddi biçimde kısalırdı.
sonuç olarak bir böceği avlamak için on santim mesafesi kalan bir yarasa görüş menzilinin kısalmasını fazla umursamayacaktır, ancak sağa sola çarpmadan uçup bir yandan da geniş bir alanda av arayan bir yarasa daha az sayıda yüksek sesli atımla çok daha geniş bir alanı tarayabilir.
şimdi geniş bir alana yüksek ses atımı yapmak demişken dalgalarda ters kare kuralı dediğimiz şeyden bahsetmek faydalı olacak
bir ses dalgası (ya da bir ışık dalgası) yayıldığı hedeften uzaklaşırken bu uzaklığın karesiyle orantılı biçimde zayıflar. yani, ses dalgası iki kat uzağa gittiğinde dört kat zayıflayacaktır. yansımanın duyulması işi söz konusu olduğunda bu iş iyice ölümcü bir hal alıyor, zira geri yansıyan ses de aynı kurala tabi olduğundan bir hedeften gelen yansıma bu hedefin uzaklığının dördüncü kuvvetiyle ters orantılı çıkıyor. daha basit bir deyişle hedef 2 kat uzaklaştığında yansıma 16 kat azalırken, hedef 5 kat uzaklaştığında 625 kat zayıflıyor. bu durum da yarasanın uzak mesafelerdeki yansımaları duyabilmesi için çok güçlü sesler çıkarmasını zorunlu kılıyor.
aynı durumun radarlar için de geçerli olduğunu söylemek mümkün olabilir. diğer görüntüleme sistemlerinden farklı olarak radarlar tıpkı yarasalar gibi aktif çalışırlar. nasıl bir yarasa çevresinin görüntüsünü oluşturmak için ses çıkarıp yansımaları takip ediyorsa, radarlar da görüntüleme sağlayabilmek için kendi yaydığı kızıl ötesi ışığın yansımasını yakalamaya çalışır ve
hedef uzaklığı = gelen yansıma süresi * ışık hızı / 2
denklemiyle hedefin uzaklığını kolayca bulurlar. ne var ki dördüncü dereceden kuvvet kuralı burada da söz konusu olduğu için gökyüzüne yüzlerce watt güç basan bir radar bilmem kaç kilometre uzaktaki uçaktan ancak birkaç mikro watt seviyesinde bir yansıma alabilir. çok üzücü.
şimdi tam bu noktada sensörlerle ilgili çok kritik bir mühendislik sorunuyla karşılaşıyoruz
mesele sadece ışıkla radarla falan ilgili değil, tüm sensörler için geçerli: bir şeyleri hassas biçimde ölçen bir sensör her neyi ölçüyorsa o şeyden çok fazlasına maruz bırakılırsa, genelde bozulur. örneğin 0.001 gr hassasiyetle ölçüm yapan kuyumcu terazisinin üzerine 5 kg'lık bir ağırlık koyarsanız o tartıdan bir daha verim alamazsınız. çok az miktarda ışığı ölçmeye duyarlı bir gece görüş gözlüğünü ışık koruması olmadan güneşe çıkarırsanız, aleti birkaç saniye içinde bozarsınız. aslında gece görüş gözlüklerine kadar inmeye gerek yok, normal ortam ışığına ayarlı insan gözüyle bile bir süre güneşe bakarsanız gözünüze kalıcı hasar verebilirsiniz. aynı şekilde az miktarda sesi algılayabilen bir insan kulağı patlama gibi yüksek bir sese maruz kaldığında bir süre çınlar, hatta patlama çok yakında gerçekleştiyse sağır olabilir.
yukarıda bahsettiğim problem radarlarla yapılan ilk denemelerde çok hızlı biçimde boy göstermiştir
birkaç mikro watt'lık radyo dalgasını algılayan alıcı ile gökyüzüne yüzlerce watt veren verici; aynı anten seti üstüne konulup çalıştırıldığı anda alıcılar satüre olmakta ve birkaç saniye içinde bozulmaktadır. radar ikinci dünya savaşı sırasında üç ayrı ülke tarafından paralel biçimde geliştirilmiş, her üç ülkenin mühendisleri de daha ilk denemelerinde bu sorunla karşılaşıp ellerindeki sensörleri yakmışlardır. mühendislik tarihini incelediğinizde böyle durumlarda farklı ekollerden gelen mühendislerin sorunu farklı şekillerde çözdüğü bir çok durumla karşılaşırsınız. ancak ilginçtir, radar söz konusu olduğunda her üç ekolden gelen mühendis grupları sorunu aynı şekilde çözmüş, radyo dalgalarının atımının başlamasından hemen önce alıcının elektriğini kesmiş ve bozulmasını engellemişlerdir. yapılan işlem radar verici antenin güç uygulanıp gök yüzüne yüksek şiddette radyo dalgası yaymasından hemen önce radar alıcısının elektriği kesilmesinden ibarettir. radar verici bir kaç mikro/nano saniye içinde radar atımını tamamlar, oluşan radyo dalgası ışık hızıyla radardan uzaklaşırken alıcıya tekrar elektrik verilir ve böylece radar vericinin, alıcıyı yakmasının önüne geçilmiş olur.
yukarıda bahsettiğim problemin yarasalarda da ortaya çıktığını söylemek mümkün olabilir.
nasıl ki konuşurken kulaklarınız tıkasanız bile kendi sesinizi duyuyorsanız yarasalar da benzer biçimde kendi seslerini duyuyor olmalılar. ancak bir yarasanın oldukça güçlü çığlıklar attığını ve kulaklarının çok küçük yankıları bile algılayacak kadar hassas olduğunu düşündüğümüzde kendi çığlıklarının kendi kulaklarını çınlatmasını, hatta uzun dönem içinde işlev göremez hale getirmesini bekleriz. yani bir nevi "içerideki ses düzeyi kalıcı duyma kaybına sebep olabilir" olayı. ne var ki bu canlılar da tıpkı radarlar gibi çığlık atmadan hemen önce kulaklarını sağırlaştırarak bu sorunu çözmüşlerdir.
yarasaların kulaklarında tıpkı bizimki gibi çekiç örs ve üzengi denilen üç adet kemik vardır, fakat insanlardan farklı olarak bu üç kemik bir birine kaslarla bağlıdır. işte tam çığlık anında hayvanın kulağındaki kemikleri bağlayan kaslar kasılır ve yarasanın kulak zarıyla sesi algılayan kısımı arasındaki bağlantıyı koparır. başka bir deyişle tıpkı radarların atımdan hemen önce alıcısını kapatması gibi yarasalar da çığlıktan hemen önce kendilerini sağır eder ve kulaklarını kendi çıkardıkları sesten korurlar. demek oluyor ki ingiliz, alman ve amerikan mühendislerine paralel olarak yarasalar da aynı sorunları yaşamış ve benzer yöntemlerle çözmüşler.
işin felsefesine gelecek olursak şunu söyleyebiliriz:
radar gibi bir mühendislik eserinin nasıl bir tasarlayıcısı varsa elbette yarasa gibi bir hayvanın da tasarlayıcısı vardır. doğa evrimin laboratuvardır ve evrim, bilinen en iyi mühendistir. evrim deneme yanılma yoluyla karşısına çıkan birçok problemi çok başarılı biçimde çözebilmiştir. böyle bir şey "tesadüfen" oluşamayacağına göre demek ki evrim vardır.
yazının son kısımın değiştirip nurcu forumlarda kullanmaya kalkmayın çok pis döverim.
Bu içerik de ilginizi çekebilir
