Bilim, evren hakkında test edilebilir açıklamalar ve tahminler biçiminde bilgiyi inşa eden ve düzenleyen sistematik bir çabadır. Bilimdeki teoriler, doğanın bazı yönlerinin çok sayıda kanıtla desteklenen kapsamlı açıklamalarıdır. Bunlar sadece spekülasyon değil, dünyanın nasıl çalıştığına dair sıkı test ve deneylerle doğrulanan derin içgörülerdir. Bu ders evreni anlamamızın omurgasını oluşturan temel bilim teorilerini inceleyecektir.
İlk olarak Charles Darwin tarafından formüle edilen doğal seçilim yoluyla evrim teorisi, türlerin zaman içinde rastgele mutasyon ve seçilim yoluyla nasıl evrimleştiğini açıklar. Hayatta kalmalarını ve üremelerini artıran özelliklere sahip bireylerin bu özellikleri bir sonraki nesle aktarma olasılığının daha yüksek olduğunu belirtiyor. Zamanla bu, türlerde önemli değişikliklere yol açarak bugün gördüğümüz yaşam çeşitliliğine yol açabilir.
Doğal seçilimin iş başındaki klasik örneklerinden biri Britanya'daki biberli güvelerin durumudur. Sanayi Devrimi'nden önce biberli güvelerin çoğu, onları likenlerle kaplı ağaçlara karşı kamufle ederek yırtıcı hayvanlardan koruyan açık renkliydi. Sanayi Devrimi sırasında kirlilik likenleri öldürdü ve ağaçları isle kararttı. Rengi daha koyu olan güveler artık hayatta kalma avantajına sahipti ve zamanla popülasyon açık renkli güvelerden koyu renkli güvelere kaydı. Bu değişiklik, çevresel değişikliklerin tetiklediği doğal seçilimin doğrudan bir sonucuydu.
Big Bang Teorisi evrenin nasıl başladığına dair önde gelen açıklamadır. Bu, evrenin bir zamanlar son derece sıcak ve yoğun bir durumda olduğunu ve hızla genişlediğini gösteriyor. Bu genişleme milyarlarca yıl boyunca devam ederek şu anda bildiğimiz evreni oluşturdu. Bu teoriyi destekleyen kanıtlardan biri, Büyük Patlama'nın ardından gökyüzünde her yönde tespit edilen ve evrenin çok sıcak ve yoğun bir durumdan genişlediğini düşündüren kozmik mikrodalga arka plan ışınımıdır.
Sir Isaac Newton, bir cisim ile ona etki eden kuvvetler arasındaki ilişkiyi ve cismin bu kuvvetlere tepki olarak hareketini tanımlayan üç hareket yasasını formüle etti. Bu yasalar klasik fiziğin gelişiminde bir mihenk taşı olmuştur.
Albert Einstein'ın görelilik teorisi iki bölüme ayrılmıştır: özel görelilik ve genel görelilik. Özel görelilik, fizik yasalarının hızlanmayan tüm gözlemciler için aynı olduğu fikrini ortaya attı ve gözlemcinin hızı ne olursa olsun boşluktaki ışığın hızının aynı olduğunu gösterdi. Öte yandan genel görelilik, kütle çekimini uzaktan etki eden bir kuvvet olarak değil, uzay ve zamanın veya uzay-zamanın bir özelliği olarak içerecek şekilde genelleştirir.
Bu teorinin en ünlü denklemlerinden biri, kütle ve enerjinin denkliğini gösteren \( E = mc^2 \) denklemidir. Bu denklem, küçük bir kütle miktarının büyük miktarda enerjiye dönüştürülebileceği anlamına gelir ve nükleer reaksiyonların ve Güneşimiz de dahil olmak üzere yıldızların güçlü çıktısını açıklar.
Kuantum mekaniği, doğanın fiziksel özelliklerinin atom ve atom altı parçacıklar ölçeğinde tanımlanmasını sağlayan temel bir fizik teorisidir. Kuantum mekaniğinin temel ilkelerinden biri, bir parçacığın hem konumunu hem de momentumunu aynı anda tam olarak bilemeyeceğimizi ifade eden belirsizlik ilkesidir. Bu ilke, klasik determinizm fikrine meydan okur ve olasılık kavramını fiziksel gerçekliğin temel anlayışına dahil eder.
Kuantum etkilerini gösteren bir deney, ışığın ve maddenin hem klasik olarak tanımlanmış dalgaların hem de parçacıkların özelliklerini gösterebildiğini gösteren çift yarık deneyidir; bu, dalga-parçacık ikiliği olarak bilinen bir olgudur. Elektronlar bir çift yarıktan ekrana ateşlendiğinde, dalgalara özgü bir girişim deseni yaratırlar; bunlar yalnızca parçacık olsaydı bekleyeceğiniz türden değil.
Hastalıkların mikrop teorisi, patojenler veya "mikroplar" olarak bilinen mikroorganizmaların hastalığa yol açabileceğini öne sürer. Bu teori, 19. yüzyılın ortalarında, mikroorganizmaların sırasıyla fermantasyona ve hastalığa neden olduğunu keşfeden Louis Pasteur ve Robert Koch gibi bilim adamları tarafından geliştirildi. Mikrop teorisi halk sağlığı, hijyen ve hastalıkların aşı ve antibiyotiklerle tedavisinde önemli ilerlemelere yol açtı.
Bilim teorileri doğal dünyayı anlamak için bir çerçeve sağlar. Bunlar ampirik delillere dayanmaktadır ve yeni deliller ortaya çıktıkça revizyona tabidirler. Bu derste tartışılan teoriler, modern bilimsel düşünceyi şekillendiren temel kavramlardan bazılarını oluşturur.
