Rus kimyager ve fizyolog olan Ivan Pavlov un adını duymayan yoktur. Pavlov, köpeklerin sindirim sistemi üzerinde araştırmalara başladığı sırada, deneyi bambaşka bir yönde gelişti ve bugün bildiğimiz, klasik koşullanma kavramının keşfiyle sonuçlandı.
Pavlov, deneyine başladığı dönemde köpeklerin tükürük bezleri ve sindirim sistemi arasındaki ilişkiyi inceliyordu. Pavlov'un ilk bulguları midenin, sindirim işlemine başlamadan önce tükürük bezlerinin harekete geçmesi gerektiği yönünde oldu. Yani otonom sinir sistemi, iki işlemi birbiriyle ilişkilendirmişti.
Daha sonra, çeşitli uyarıcıların sindirim sistemini nasıl etkileyeceğini gözlemlemeyi deneyen Pavlov, köpeğine yiyecek vermeye başladığı anda; yanıp sönen bir ışığı, tıklayan bir metronomu ve bir zili harekete geçirmeye başladı. Bu uyarıcılardan önce, sadece yiyeceği gördüğünde salya akıtmaya başlayan köpek, bir süre sonra sesli ve ışıklı uyarıcılara maruz kaldığında da yiyeceği görmeksizin salya akıtmaya başladı.
Bu deney neticesinde şartlı refleksi keşfeden Pavlov, aynı zamanda şartlı refleksin uyarıcılar sık sık yanlış uyarılar verdiğinde kaybolduğunu da ortaya çıkardı.
Pavlov, çalışmalarının sonuçlarını 1903 yılında yayınladı. Bir yıl sonra tıp alanında Nobel ödülünü kazanan Pavlov, bu ödülünü klasik koşullanma bulgusu için değil, sindirim psikolojisi üzerindeki çalışması nedeniyle kazandı.
2) Radyo aktif maddelerin bulunması
Marie Curie isimli genç bilim kadını, 1897 yılında doktora tezi olarak, Henri Bacquerel tarafından tanımlanan uranyum ışınlarını seçti. Henri Bacquerel, karanlık bir odadaki rafta bıraktığı uranyum cevheri sayesinde, bir rastlantı sonucu uranyum ışınlarını keşfetmişti.
Marie Curie, bu gizemi çözmek ve diğer elementlerin de benzer ışın emisyonları olup olmadığını keşfetmek amacıyla çalışmalara başladı.
Çalışmalarının henüz başlarında, toryumun da, uranyum gibi ışın emisyonlarına sahip olduğunu gözlemledi. Bu eşsiz elementlere "radyoaktif" adını veren Curie, kısa zaman içinde ışınların yoğunluğunun cevhere değil, barındırdığı uranyum ve toryum miktarına bağlı olduğunu keşfetti.
Böylece gizemli ışınların kaynağının, radyoaktif atomlar olduğunu keşfeden Curie bununla yetinmeyerek, uranyumdan daha yoğun radyoaktiviteye sahip elementlerin var olduğunu keşfetti. Eşi Pierre Curie'nin de deneylerine katılmasının ardından, cevherden yeni bir elementi ayrıştırmayı başardılar. Bu elemente, Marie Curie'nin ana vatanı olan Polonya'dan esinlenerek polonyum adını verdiler. Kısa bir süre sonra, keşfettikleri diğer bir radyoaktif elemente radyum adını veren Marie Curie, bu çalışmalarının ardından iki Nobel ödülü kazandı ve Nobel ödülünü iki kez kazanan tek kadın ünvanına erişti.
3) ışık sırrı
19.yuzyılın başlarında ışığın sırları halen çözülememişti. Işığın gizemini çözmeye dönük etkileyici deneylerden birisini yürüten Thomas Young, ünlü "çift yarık" deneyini gerçekleştirdi. Bu deney sayesinde insanlık, ışığın bir parçacık gibi değil, dalga gibi davrandığını keşfetti.
Fakat bu dalganın hızını henüz kesin olarak hesaplayamamışlardı. Bu amaçla 1878 yılında Albert Michelson, 1862 yılında Leon Foucault'un yaptığı ve ışığın hızını saniyede 298,000 km olarak hesapladığı ayna deneyini geliştirerek, ışığın net hızını hesaplamaya koyuldu.
Geliştirdiği ayna deneyinde, ışığın hızını saniyede 299.949,53 km olarak hesaplayan Michelson, o güne kadar elde edilen en doğru sonuca ulaştı. Günümüzde hesaplanan ışık hızı ise saniyede 299.792,45 km dir.
4) X-ışınlarının kristalografisi
1945 te, Dorothy Crowfoot Hodgkin, X-ışını kırınımı tekniğinden faydalanarak araştırmalar yapan ilk bilim insanı oldu. Hodgkin, X-ışını kırınımı tekniğini kullanarak, tıp dünyasının en önemli kimyasallarından olan penisilinin yapısını ortaya çıkardı.
Penisilin atomlarının üç boyutlu yapısını ortaya çıkararak, penisilinin yarı sentetik türlerinin üretilmesine yardımcı olan Hodgkin, insanlığın enfeksiyonlarla savaşmasında yeni bir çığır açmıştı.
Hodgkin'in bu deneyi günümüzde, X-ışını kristalografisi olarak bilinmektedir. Bu teknikle, incelenmek istenen moleküller önce kristalleştirilmelidir. İki farklı firmanın, kendisine penisilin kristalleri göndermesinin ardından Hodgkin, bu kristalleri ışın kaynağı ile röntgen filmi arasına yerleştirerek x-ışınına mağruz bırakarak bir dizi film elde etti. Filmlerdeki kırınım desenlerine dayanarak bir dizi hesaplamanın ardından, kristaldeki atomların dizilişini elde etmiş oldu.
Bundan birkaç yıl sonra Hodgkin, aynı tekniği kullanarak B12 vitamininin atom yapısını çözdü. Bu başarılarının ardından Hodgkin, 1964 yılında Nobel kimya ödülü kazanmıştır.
5) Atom çekirdeği keşfi
Avrupalı ünlü bilim insanı Fizikçi Ernest Rutherford, 1908 yılında radyoaktivite çalışmaları yaptığı deneyleri neticesinde atomun varlığını keşfederek Nobel ödülü kazanmıştı.
Radyoaktivitenin, alfa ve beta adlı iki farklı ışımadan meydana geldiğini keşfettiği önceki deneylerine dayanarak yürüttüğü çalışmalarda, Rutherford ve Hans Geiger, alfa ışınlarının yüklü parçacıklardan meydana geldiğini belirledi.
Alfa ışınlarını düz bir yüzeye yönlendiren bilim insanları, ışınların keskin ve canlı bir görüntü oluşturduğunu gözlemledi ancak araya mika katmanı koyduklarında, ışınlar dağınık bir hal alıyordu. Mika'nın alfa ışınlarını dağıttığını gözlemleyen ikili, bunun neden ve nasıl olduğunu bilemiyordu.
1911 yılında, ışının önüne bir veya iki atom inceliğinde bir altın folyosu yerleştirdiler. Işın kaynağının arkasına da ikinci bir perde yerleştirerek, geri yansıyan alfa ışını olup olmadığını gözlemleyen Rutherford, folyonun arkasındaki ekranda, mikada olduğu gibi dağınık bir ışın yansıması gözlemledi. Deneydeki şaşırtıcı buluşsa, geriye yansıyan alfa ışınlarının da bulunduğunun keşfiydi.
Rutherford, bu durumu altın atomunun merkezinde bulunan güçlü bir artı yükün, alfa ışınlarını geriye yansıtmasına bağladı. Bu güçlü artı yüke çekirdek adını veren Rutherford, çekirdeğin atomun toplam ebatlarından küçük olması gerektiğini, aksi halde daha fazla parçacığın geri yansıması gerektiğini belirtti. Bugün, Rutherford'un hayal ettiği atom yapısının var olduğunu ve atomların, artı yüklü çekirdeğin etrafında bulunan boşluktaki birkaç elektrondan meydana geldiğini biliyoruz.
6) ilk aşılama
Yirminci yuzyıl sonlarından, çiçek hastalığının dünya üzerinden silindiği güne dek, çiçek çok önemli bir sağlık sorunuydu. 18. yüzyıl Avrupasında her 10 çocuktan birinin ölümüne sebep olan çiçek hastalığının, bilinen tek çözümü hastalığa yakalanıp sağ kalmayı başarabilmekti.
ingiliz doktor Edward Jenner, çiçek hastalığı ve geçerli bir tedavi üzerinde çalışmalara başladı. Jenner, çalışmalarını insanlarda ölümcül olmayan ve sığır yetiştiricilerinde görülen sığır çiçeği üzerinden yürüttü. Sığır çiçeğine yakalanan yetiştiricilerin, çiçek hastalığına karşı da bağışıklık kazandığını gözlemleyen Jenner, sağlıklı birine sığır çiçeği bulaştırarak çiçeğe karşı bağışıklık kazanıp kazanmayacağını görmeye karar verdi.
Bu birisi, James Phipps adındaki erkek çocuğu olacaktı. Jenner, sığır çiçeği yaraları olan bir sığır yetiştiricisinden elde ettiği virüsleri 1796 yılında, çocuğun kolunda açtığı bir kesikle bulaştırdı. Nihayetinde sığır çiçeğini atlatan çocuğa, 48 gün sonra çiçek hastalığını bulaştırdı ve çocuğun çiçek hastalığına karşı bağışıklık geliştirdiğini gözlemledi. Böylece tarihin ilk aşılaması gerçekleştirildi.
7) DNA nın çözülmesi
iki bilim insanı olan James Watson ve Francis Crick, DNA nın gizemini çözen kişiler olarak anılmaktadır. Ancak keşifleri büyük oranda diğer bilim adamlarının deneylerine dayanır.
1952 yılında pek de ünlü olmayan deneyin sahibi olan Alfred Herschey ve Martha Chase, DNA yı soyaçekim molekülü olarak tanımlamışlardır.
Herschey ve Chase'in deneyinden sonra, Rosalind Franklin gibi bilim insanları DNA üzerine yoğunlaşarak moleküler yapısını çözmeye çalışmışlardır. Franklin'in deneyleri, molekülün iki iplikçikten oluştuğunu ortaya koymuştur ve bu bulgular, bugün bilinen iki spiral bükümden oluşan DNA'nın yapısının çözülmesine öncülük etmiştir.
8) Darwin çiçek Kuramı
Irabilimci Charles Darwin in dünya çapındaki deneylerini hemen herkes biliyordur. Darwin, en önemli gözlemlerinden bazılarını Galapagos Adaları nda gerçekleştirmişti. Bu gözlemlerin ardından İngiltere'ye döndüğünde ise pek az kişi Darwin'in orkideler üzerinde yoğunlaşan deneylerinin farkındadır.
Bu deneyinde, çeşitli yabani orkide türlerini yetiştiren ve gözlemleyen Darwin, karmaşık orkide şekillerinin çeşitli böcek türlerini cezbederek polenlerini taşımalarını sağladıklarını fark etti. Orkidelerin cezbettiği her böceğin, tek bir orkide cinsinin polenlenmesine uygun biçime sahip olduğunu gözlemleyen Darwin araştırmasını, nektarını 30 cm derinlikte saklayan tükürük orkidesi üzerinde yoğunlaştırdı.
Bu derinlikteki nektara ulaşabilecek yapıya ve uçuş yeteneğine sahip tek böcek olan pul kanatlı güveleri inceleyen Darwin, topladığı bilgiler doğrultusunda doğal seçilim kuramını ortaya atmıştır.