Prof.Dr. M.Sami POLATÖZ
Kuşların ve böceklerin uçmaları ile balıkların yüzmeleri benzer hareketlerle mi yapılmaktadır? Uçan ve yüzen canlılar, sıvı ve gazların ortak özelliği olan "akışkan" içerisinde hareket ederler. Mükemmel mühendislik hesapları gerektiren bu plânlı hareketlerde akışkanların tâbi olduğu mekanik prensipler geçerlidir. Ancak bu prensipler, bilim adamları tarafından, Allah'ın yarattığı tabiat kitabındaki eserlerinden ilhamla, matematik ve fizik formülleri haline getirilmiştir. Mekanik ve mühendislik harikası gibi gösterilen bu hareketlerdeki asıl icraat Yaratıcı'ya aittir, mekanik prensiplerin determinizme uygun işletilişi ise, imtihan gereği bu icraata bir perdedir.
Yüzme ve uçma fiilleri, en az enerji ile en fazla işi yapmak üzere plânlanmıştır. O halde, kanat çırpma ile yüzme fiilini verimlilik açısından karşılaştırsak, bir farklılık bulabilir miyiz? Uçanlar mı, yoksa yüzenler mi bu prensipleri daha iyi kullanabilmektedir? Bu sorulara cevap vermemizi sağlayacak kriterler nelerdir?
Strouhal sayısı
Akışkanlar mekaniğinde "Strouhal sayısı" olarak bilinen birimsiz bir sayı vardır. Bu sayı basitçe fA/U olarak ifade edilebilir. Burada f, kanat veya yüzgecin çırpma frekansını; A, kanat veya yüzgecin çırpma genliğini; U da canlının hareket hızını temsil etmektedir. Oxford Üniversitesi'nde yürütülen son çalışmalarda, verimli bir hareket için bu sayının 0,2 ile 0,4 arasında olması gerektiği belirlenmiştir. İşin hayret uyandıran yanı, böceklerden kuşlara ve kuşlardan balıklara kadar incelenen yüzlerce 'türde' bu sayı hep 0,2 ile 0,4 arasında bulunmuştur. Havadaki minik güve (gece kelebeği) ile sudaki dev balinanın aynı verimlilik kriterini kullanması, bir Yaratıcı'nın tasarrufuna işaret etmektedir. Çünkü, balıkların yüzmek için en ideal gövde yapısına sahip olduğu, kuşların vücutlarının uçmak üzere yaratıldığı, böceklerin uçaklar için en tehlikeli akış tarzı olan türbülanslı akışı kendi lehlerine kullanabildikleri, göçmen kuşların en az enerjiyle en uzun mesafelere uçabildikleri bilinmektedir.
Yüzgeç ve kanatlar, çırpma esnasında girdaplar oluşturur. Bu girdapların arkaya doğru yönlendirilmesi gerekir. Eğer çırpma çok hızlı yapılırsa, bu girdaplar önde oluşur; bu ise, sürtünmeyi artırır, hareket verimini düşürür. Eğer çırpma çok yavaş yapılacak olursa, bu girdaplar kanat veya yüzgece yapışarak yine verimliliği düşürür. O halde hareketin verimli olabilmesi için hareket hızına bağlı olarak, uygun bir çırpma frekans ve genliği tercih edilmelidir. Bu tercih türden türe değişmekle birlikte, verimlilik kriterini belirleyen Strouhal sayısı sabit kalmaktadır. Canlılar kendilerine ilham edilen hareket tarzı ile hiç farkında olmadan en doğru seçimi yapabilmektedir.
Bir yarasa türü olan Taphozous georgianus, kanatlarını 8 Hz frekansında ve 0,26 m genliğinde çırpmakta ve 6,1 m/s hızla uçmaktadır ki, bu değerler 0,34 Strouhal sayısına karşılık gelmektedir. Bir kerkenez türü olan Falco tinnunculus ise kanatlarını 5,61 Hz frekansında ve 0,339 m genliğinde çırpmakta ve 8,1 m/s hızla uçmaktadır ki, bu değerler 0,235 Strouhal sayısına karşılık gelmektedir. Balıklardan kuşlara, kuşlardan böceklere kadar incelenen yüzlerce türde, hep buna benzer neticeler elde edilmiştir. İlimden mahrum ve birbirlerinden habersiz yüzlerce canlının aynı mekanik prensibi bulması ve bu karışık hesaplamaları yapması hiç mümkün müdür?
Canlılardaki bu mükemmelliğin teknolojiye aktarılması düşünülmektedir. Keşif, izleme ve casusluk için robot kuş ve böceklerin tasarlanmasına çalışılmakta, bu robotlara canlılardaki verimlilik kriterinin uygulanması düşünülmektedir. Verimlilik kriteri genel bir ölçü olduğu için, türleri yok olmuş kuşların hızları bu sabit sayı kullanılarak tahmin edilebilir. Uçma ve yüzme gibi çok zor olan fiilleri hayatlarının en temel davranışı olarak yapan kuş ve balık gibi canlıların, "Başıboş bir şekilde, kendi kendilerine ve tesadüfen evrimleşmiş (!)" şeklindeki bir düşünceyle izah edilemeyeceğini, mühendislik ilmi vesilesiyle bir kez daha anlıyoruz
Kuşların ve böceklerin uçmaları ile balıkların yüzmeleri benzer hareketlerle mi yapılmaktadır? Uçan ve yüzen canlılar, sıvı ve gazların ortak özelliği olan "akışkan" içerisinde hareket ederler. Mükemmel mühendislik hesapları gerektiren bu plânlı hareketlerde akışkanların tâbi olduğu mekanik prensipler geçerlidir. Ancak bu prensipler, bilim adamları tarafından, Allah'ın yarattığı tabiat kitabındaki eserlerinden ilhamla, matematik ve fizik formülleri haline getirilmiştir. Mekanik ve mühendislik harikası gibi gösterilen bu hareketlerdeki asıl icraat Yaratıcı'ya aittir, mekanik prensiplerin determinizme uygun işletilişi ise, imtihan gereği bu icraata bir perdedir.
Yüzme ve uçma fiilleri, en az enerji ile en fazla işi yapmak üzere plânlanmıştır. O halde, kanat çırpma ile yüzme fiilini verimlilik açısından karşılaştırsak, bir farklılık bulabilir miyiz? Uçanlar mı, yoksa yüzenler mi bu prensipleri daha iyi kullanabilmektedir? Bu sorulara cevap vermemizi sağlayacak kriterler nelerdir?
Strouhal sayısı
Akışkanlar mekaniğinde "Strouhal sayısı" olarak bilinen birimsiz bir sayı vardır. Bu sayı basitçe fA/U olarak ifade edilebilir. Burada f, kanat veya yüzgecin çırpma frekansını; A, kanat veya yüzgecin çırpma genliğini; U da canlının hareket hızını temsil etmektedir. Oxford Üniversitesi'nde yürütülen son çalışmalarda, verimli bir hareket için bu sayının 0,2 ile 0,4 arasında olması gerektiği belirlenmiştir. İşin hayret uyandıran yanı, böceklerden kuşlara ve kuşlardan balıklara kadar incelenen yüzlerce 'türde' bu sayı hep 0,2 ile 0,4 arasında bulunmuştur. Havadaki minik güve (gece kelebeği) ile sudaki dev balinanın aynı verimlilik kriterini kullanması, bir Yaratıcı'nın tasarrufuna işaret etmektedir. Çünkü, balıkların yüzmek için en ideal gövde yapısına sahip olduğu, kuşların vücutlarının uçmak üzere yaratıldığı, böceklerin uçaklar için en tehlikeli akış tarzı olan türbülanslı akışı kendi lehlerine kullanabildikleri, göçmen kuşların en az enerjiyle en uzun mesafelere uçabildikleri bilinmektedir.
Yüzgeç ve kanatlar, çırpma esnasında girdaplar oluşturur. Bu girdapların arkaya doğru yönlendirilmesi gerekir. Eğer çırpma çok hızlı yapılırsa, bu girdaplar önde oluşur; bu ise, sürtünmeyi artırır, hareket verimini düşürür. Eğer çırpma çok yavaş yapılacak olursa, bu girdaplar kanat veya yüzgece yapışarak yine verimliliği düşürür. O halde hareketin verimli olabilmesi için hareket hızına bağlı olarak, uygun bir çırpma frekans ve genliği tercih edilmelidir. Bu tercih türden türe değişmekle birlikte, verimlilik kriterini belirleyen Strouhal sayısı sabit kalmaktadır. Canlılar kendilerine ilham edilen hareket tarzı ile hiç farkında olmadan en doğru seçimi yapabilmektedir.
Bir yarasa türü olan Taphozous georgianus, kanatlarını 8 Hz frekansında ve 0,26 m genliğinde çırpmakta ve 6,1 m/s hızla uçmaktadır ki, bu değerler 0,34 Strouhal sayısına karşılık gelmektedir. Bir kerkenez türü olan Falco tinnunculus ise kanatlarını 5,61 Hz frekansında ve 0,339 m genliğinde çırpmakta ve 8,1 m/s hızla uçmaktadır ki, bu değerler 0,235 Strouhal sayısına karşılık gelmektedir. Balıklardan kuşlara, kuşlardan böceklere kadar incelenen yüzlerce türde, hep buna benzer neticeler elde edilmiştir. İlimden mahrum ve birbirlerinden habersiz yüzlerce canlının aynı mekanik prensibi bulması ve bu karışık hesaplamaları yapması hiç mümkün müdür?
Canlılardaki bu mükemmelliğin teknolojiye aktarılması düşünülmektedir. Keşif, izleme ve casusluk için robot kuş ve böceklerin tasarlanmasına çalışılmakta, bu robotlara canlılardaki verimlilik kriterinin uygulanması düşünülmektedir. Verimlilik kriteri genel bir ölçü olduğu için, türleri yok olmuş kuşların hızları bu sabit sayı kullanılarak tahmin edilebilir. Uçma ve yüzme gibi çok zor olan fiilleri hayatlarının en temel davranışı olarak yapan kuş ve balık gibi canlıların, "Başıboş bir şekilde, kendi kendilerine ve tesadüfen evrimleşmiş (!)" şeklindeki bir düşünceyle izah edilemeyeceğini, mühendislik ilmi vesilesiyle bir kez daha anlıyoruz
