Matematik ve fizik sürprizlerinin bir koleksiyoncusu

Tadashi Tokieda, gündelik dünyaya bir çocuğun gözüyle bakarak oyunlardaki yeni fiziksel fenomenleri keşfediyor.
soL - Bilim ve Aydınlanma / Pınar Değirmenci
Çarşamba, 30 Ocak 2019 09:20

Tadashi Tokieda, Japonya'da doğdu ve Fransa'da eğitim gördü, Princeton Üniversitesi'nde doktorasını aldı. Stanford Üniversitesi'nde çalışıyor.

Özellikle oyuncaklarla ilgili fizikle ilgileniyor. Bilim insanı ve çok dil bilen birisi (Japonca, Fransızca ve İngilizce'ye ek olarak, Yunanca, Latince, klasik Çince, Fince, İspanyolca ve Rusça bilmektedir), Tadashi matematik ve fiziğin popülerleşmesinde uzmanlaşmış ve aynı zamanda olağanüstü bir iletişimci.

Tadashi Tokieda, sıradan nesnelerin olağanüstü şeyler yaptığı bir dünyada yaşıyor. Pirinç kavanozları rampadan yuvarlanmayı reddediyor. Kâğıt şeritleri katı engelleri aşıyor. Bir kâse içinde dönen toplar, daha fazla top onlara katıldığı zaman yön değiştiriyor.

Video 1: Çorba kasesine az sayıda( diyelim ki üç tane olsun) top koyup döndürüldüğünde, toplar aynı yönde dönüyor; saatin tersi yönünde. Ama top sayısı arttığında yani daha kalabalık hale geldiklerine ters yönde dönüyorlar. Az sayıda top konulduğunda gaz molekülleri gibi bağımsız parçacıklar olarak hareket ediyorlar ve doğrusal momentumu aynı yönde iletiyorlar. Ancak kalabalıklaştıkça birbirlerine yakın temas ediyorlar ve doğrusal momentum ne olursa olsun temas noktaları dağılıyor. Kase içindeki toplar kalabalık hale geldiğinde toplar sadece itilip kalmıyor, aynı zamanda kendi etraflarında dönüyorlar. Dolayısı ile bu rotasyon tüm grup içerinde yayılıyor, doğrusal momentum boşa harcanıyor ancak açısal momentum (dönmeye devam etme eğilimi) iletiliyor. Hatta top sayısı gittikçe artarsa, sonunda tamamen hareketsiz kalırlar.

Ancak Tokieda'nın dünyası bizim dünyamızdan başka bir dünya değil. Halka açık matematik dersleri sihir gösterileriyle kolayca karıştırılabiliyor, fakat ortada el çabukluğu, gizli bölmeler, hileli kart destesi yok. Tokieda, “Tek yaptığım şey doğayı izleyicilere ve izleyicileri doğaya tanıtmak. Sevenler için bu ilginç ve büyük bir sihir şovu,” diyor.

Stanford Üniversitesi'nde matematikçi olan Tokieda, bu zaman kadar “oyuncak” dediği 100'den fazla sıradan nesne topladı. Bu nesnelerin yapımı kolay ama sergiledikleri davranışlar fizikçileri bile şaşırtacak kadar ilginçti. Kamusal derslerde ve Youtube videolarında Tokieda, İngilizce yedinci dili olmasına rağmen oyuncaklarını esprili ve parlak yorumlarla sergiliyor. Ancak amacı sadece eğlendirmek değil, aynı zamanda bilimsel keşiflerin profesyonel bilim insanlarının özel koruması altında olmadığını insanlara göstermek.

“Evrenin, kendi biyolojik duyularımızla yaşayabileceğimiz kısmı sınırlıdır” diyor. “Yine de, bu aralıkta, kendimiz bir şeyleri deneyimleyebiliriz. Sadece bize şaşırabileceğimiz söylendiği için değil bizi gerçekten şaşırtan bir şey gördüğümüz için şaşırabiliriz.”

Tokieda, matematiğe doğru dolaylı bir yol takip etmiş. Japonya'da büyümüş, hayatına bir sanatçı olarak başlamış ve daha sonra klasik bir filolog (eski dilleri araştıran ve yeniden inşa eden kişi) olmuş. Matematik ise en son girmiş hayatına ve kalıcı olmuş.

Video 2: Bir kaşıkla, bir kahve fincanına dokunduğunuzda ilginç bir şekilde yüksek ve düşük notalar duyarsınız. İlk bakışta, bu belirli fincanın belirli bir sesi var gibi durur, başka bir firmanın başka bir fincanının farklı bir şarkısı olabilir. Ancak bardağın başka kısımlarına dokunulduğunda daha yüksek veya daha alçak perdeden sesler çıkar. Tutacak kısmını hesaba kattığımızda, kupanın tutacak kısmının olduğu yarısına vurulmasından gelen ses perdesi ile diğer yarısından gelen ses perdesinin farklı olacağını sanırız, ancak simetri bu şekilde belirlenmiyor. Tutacak kısmının hemen yanındaki noktanın perdesi tutacağın tam karşısındaki noktanın yanındaki noktanın perdesiyle aynıdır. Yani bir çapın iki ucundaki noktaların sesi aynı perdeden yayılır. Bir kare olacak şekilde vurulan köşelerden aynı perdede sesler yayıldığını fark edebilirsiniz, bu dörtlü noktalar başka bir dörtlü noktadan daha yüksek veya daha alçak perdeden sesler yayar. Bunun nedeni ise karenin herhangi bir köşesinin tutacak kısmına yakın olup olmadığı ile alakalıdır. Eğer dört köşesi de uzak ise tutacak yokmuş gibi bir titreşim yayılır, aksi halde ise tutacak kısmı titreşimi etkiler.


Kaynak:

https://www.quantamagazine.org/tadashi-tokieda-collects-math-and-physics-surprises-20181127/