Mendeleev bize açıklamalar bulmak için derinlemesine düşünmenin gücünü öğretti.

Kara kutu yaklaşımları yapay zeka, makine öğrenimi ve hesaplamalı veri biliminde giderek daha popüler hale geliyor. Kara kutu derken, mantığını açıklamadan tahminlerde bulunan hesaplamalı yaklaşımları kastediyorum. Örneğin, popüler chatGPT ve tehditkar Bing sohbet robotu bilgi ve eğlenceli konuşmalar sağlar, ancak seçtikleri yanıtları neden seçtiklerini bilmiyoruz.

Benzer şekilde, derin öğrenme ve sinir ağları, tahminlerinin mekanizmasını veya gerekçesini ortaya çıkarmadan güçlü tahminler yapan hesaplama araçlarıdır. Ancak, bu araçları kullandığımızda önemli bir şeyi kaybediyoruz - bunun nedeninin açıklaması . Mendeleev'in hikayesi, bunun neden önemli olduğuna dair güçlü bir örnek sunuyor.

Temel unsurların aranması

Binlerce yıldır insanlar dünyayı oluşturan maddeleri anlamaya çalıştı. Filozoflar, eski zamanlardan beri maddenin temel bileşimi hakkında spekülasyonlar yaptılar, ancak bu konuda ilerleme kaydetmek zordu. İlk Yunan filozofları, suyun bol olduğu ve katıdan sıvıya ve buhara dönüşebildiği için, belki de suyun dünyanın temel temeli olduğunu öne sürdüler.

Diğer filozoflar, havanın bulutları, kasırgaları ve su buharını oluşturduğu ve etrafımızı sardığı için temel olanın hava olabileceğini öne sürdüler.

Ateş ve toprak için de benzer argümanlar ileri sürüldü.

Filozof Aristoteles bu fikirleri bütünleştirdi ve bu dört maddenin maddi dünyayı oluşturan dört temel unsur olduğunu öne sürdü. Binlerce yıl boyunca bu fikir hüküm sürdü ve çoğu insan maddenin dört temel unsurunun gerçekten de su, hava, toprak ve ateş olduğuna inandı. Bu büyüleyici hipotez, bugün bile kurguda, televizyon programlarında, sözde bilim çevrelerinde ve popüler kültürde tuhaf bir şekilde popüler olmaya devam ediyor.

Dört element her maddeyi açıklayamaz

Paracelsus adlı ikonoklastik bir araştırmacı ve doktor, bu hipotezin çözülmesine ve modern çağın temel kimyasal elementler arayışına yol açan süreci başlatarak yeni bir bilim alanının doğuşuna yol açtı. Paracelsus , doğal elementlerin saf versiyonlarını yapma çabalarına atıfta bulunmak için kimya terimini ilk kullanan kişiydi .

Genellikle modern kimyanın babası olarak görülen Robert Boyle, 1661'de The Skeptical Chymist (Şüpheci Kimyacı) adlı kitabını yayımladı ve burada, her şeyin temeli olan ünlü dört "element" hava, ateş, su ve toprak görüşüne karşı çıktı. konu. Birçok deneyin, maddenin dörtten fazla temel elementi olması gerektiğini gösterdiğini ve altın gibi bazı maddelerin, bu dört "maddeye" daha fazla parçalanamayacakları için kendi başlarına saf elementler gibi göründüklerini kaydetti. ”.

Boyle, elementlerin kimliğinin veri yokluğunda kuramsallaştırmak yerine deneysel olarak belirlenmesi gerektiğini savundu; elementler, daha basit maddelere bölünemeyen maddeler olarak tanımlandı.

çok fazla eleman

Şaşırtıcı sayıda saf element keşfedilince, kimyagerler neden bu kadar çok element olduğunu ve bunların nasıl organize edilebileceğini merak ettiler. Bir Rus kimyager olan Dmitri Mendeleev, The Principles of Chemistry adlı kapsamlı bir kimya ders kitabı yazmak için uğraşıyordu . Basit hidrojenden canlı maddenin çoğunu oluşturan karbon, oksijen ve nitrojene kadar keşfedilen 63 elementin her biri hakkında bilinenleri özetlemeye çalışıyordu.

Mendeleev'in mekanik buluşu

Mendeleev, bu elementlerin her biri hakkında biriken verileri nasıl sunacağını düşünürken, özelliklerindeki benzerlikleri analiz etti, böylece onları ilgili elementlerin ailelerine göre sınıflandırabildi. Artan atom ağırlığı sırasına göre elementlerin listesini incelerken, özelliklerinde yinelenen bir modele sahip olduklarını fark etti, bu da onu elementleri bir tablo şeklinde düzenlemeye yöneltti, böylece periyodik model belirgin olacaktı. her satır ve sütun.

Tarih bundan sonra ne olduğu konusunda biraz karışık: Mendeleev, ya hastalık nedeniyle ya da organizasyon planının etkisini ilk başta takdir edemediği için, arkadaşı Nikolai Menshutkin'den Rus Kimya Derneği'nin bir toplantısında masasını kendisine sunmasını istedi. Her iki durumda da, Mendeleev önümüzdeki aylarda elementlerin organizasyonunu detaylandırdıkça, periyodik sunumunun alüminyum, silikon ve bor olarak bilinenler de dahil olmak üzere yeni elementlerin varlığını tahmin etmesine izin verdiği konusunda artan bir takdir geliştirdi. Bu elementler keşfedildiğinde ve tahmin ettiği özelliklere sahip olduklarında, kimya camiası Mendeleev'in Elementlerin Periyodik Tablosunu maddi dünyanın yapı taşlarını anlamada büyük bir buluş olarak benimsedi.

Richard Morris'in Son Büyücüler'de belirttiği gibi , “Kimyasal elementlerin özelliklerinde gözlemlenen periyodiklikleri tanımlayan bir ilke olan periyodik yasayı keşfeden Mendeleev'di. Bu, henüz keşfedilmemiş elementlerin varlığını tahmin etmesini, atom ağırlıklarını tahmin etmesini ve bunların kimyasal ve fiziksel özelliklerini de tanımlamasını sağladı.” Bu keşif bugün tüm kimya ve biyolojide yankılanıyor ve etkisi abartılamaz.

Elementlerin Periyodik Tablosu bize elementler için bir tür Netflix derecelendirme sistemi veriyor ve helyum, neon ve argonun tablonun en sağındaki konumları nedeniyle tepkimeye girmeyen asil gazlar olduğunu öğretiyor. Ya da sodyum ve lityum benzer tuzlar yapar, çünkü tablonun en soldaki sütununda birlikte bulunurlar.

ChatGTP veya Microsoft Bing Periyodik Tabloyu keşfetmiş olabilir mi?

Ya Mendeleev, elementlerin özelliklerini tahmin etmek için chatGPT, Microsoft Bing veya bir derin öğrenme ağı kullansaydı? Elbette, harika bir başarı elde ederdi, ama nedenini bilmeden. Elementler arasındaki ilişkilerin temel nedenini, yani temel atomik yapılarını çözemezdi. Periyodik tablomuz olmazdı.

Yapay zeka güçlüdür, ancak dünya hakkındaki temel bilgimizi ilerletmek için mekanizmalara ve açıklamalara da ihtiyacımız var.