Svante August Arrhenius

Svante August Arrhenius, Svante Gustaf Arrhenius ve Carolina Christina Thunberg çiftinin bir oğlu olarak 19 Şubat 1859 da Vik, İsveç’te dünyaya geldi. Arrhenius’un ataları çiftçiydi, amcası bir botanik profesörüydü ve Uppsala yakınlarında ki Tarım Yüksek Okulu’nun rektörü olmuştu. Daha sonra ise amcası, İsveç Tarım Akademisi’nin sekreteri olarak görev yapmıştı. Babası, Uppsala Üniversitesi tarafından çalıştırılan ve Svante’nin doğduğu Vik’teki mülklerini idare eden bir arazi araştırmacısıydı.

Arrhenius ailesi 1860 yılında Uppsala’ya taşındı. Svante, rektörün iyi bir fizik öğretmeni olduğu katedral okulunda eğitildi. Erken yaşlardan itibaren Svante, aritmetik hesaplamalara uygun bir yetenek göstererek okulda matematik ve fizik konularına büyük ilgi duymuştu. 1876 yılında Uppsala Üniversitesine girdi, matematik, kimya ve fizik üzerine çalıştı. Pratik fizik eğitimi İsveç’te verilen en iyi eğitimlerden birisi değildi ve bu sebeple daha sonra 1881’de Stockholm Bilimler Akademisi’nde Prof. E. Edlund’un yanına çalışmaya gitti.

Arrhenius, kıvılcım deşarjlarında elektromotor kuvveti ölçümleri üzerine Edlund’a yardım ederek başladı ancak çok sürmeden kendisi de buna ilgi duymaya başladı. Bu, elektrolitlerin galvanik iletkenliği üzerine araştırmalar olarak yazdığı bir tez ile sonuçlandı (1884). Svante elde ettiği sonuçlara göre elektrolitlerin suda çözüldüğünde değişen derecelerde elektriksel olarak zıt ve negatif iyonlara bölündüğüne veya ayrıştığına karar vermişti. Bu ayrışmanın oluşma derecesi, her şeyden önce maddenin doğası ve maddenin çözeltideki konsantrasyonuna bağlıydı. Seyreltme ne kadar çok olursa, ayrışma o kadar fazla oluyordu. İyonların sadece elektrolizde değil, aynı zamanda kimyasal aktivitede de elektrik akımının taşıyıcıları olması gerekiyordu. Gerçek iyon sayısı ile tüm moleküller ayrıştığında oluşan seyreltik çözeltideki iyon sayısı arasındaki ilişki özel öneme sahip bir nitelik vermişti: aktivite sabiti.

Arrhenius’un yayınının değeri, tezini yazdığı Uppsala’daki bilim fakültesi tarafından iyi anlaşılmamıştı. O dönemde, bir zamanlar Berzelius tarafından savunulan, elektrik ve kimyasal afinite arasında bir bağlantı olduğu fikri, bilim adamlarının genel bilincinden tamamen yok olmuştu. Diğer taraftan, Stockholms Högskola’da^* kimya profesörü olan Otto Pettersson, tezin orijinalliğini ve Wi’yi vurgulayarak dikkatleri çekmişti. Ostwald, genç Svante ile tanışmak için Uppsala’ya kadar gitti. Arrhenius’un eserlerinin temel önemi açıkça ortaya çıkmış ve 1884’ün sonunda İsveç’te bir ilk olarak bu yeni bilim dalında (fizikokimya)  Uppsala’da doçentliğini almıştı.

Edlund’un nüfuzuyla Bilimler Akademisi’nden bir seyahat bursu kazandı ve bu şekilde 1886’da Riga’daki Ostwald ve Würzburg’da Kohlrausch’la çalışma şansını elde etti. 1887’de Graz’da Boltzmann’la birlikte çalıştı ve 1888’de Amsterdam’da van ‘t Hoff ile çalıştı. Bu yıllarda Arrhenius, elektrolitik ayrışmanın ozmotik basınç üzerindeki etkisini, donma noktasını düşürmeyi ve elektrolit içeren solüsyonların kaynama noktasını arttırdığını ispatlamayı başardı. Daha sonra, toksinler ve antitoksinler arasındaki ilişkiyi, serum terapisi ve bunun gastrik ve pankreas suları için olduğu kadar sindirim ve emilim için olan önemini de biyolojik problemlerle bağlantılı olarak inceledi. Elektrolitik dissosiasyon teorisinin önemi, bazı değişiklikler gerekli olsa bile bugünlerde evrensel olarak kabul edilmiştir.

1891’de Arrhenius, Almanya’daki Giessen’den kendisine sunulan profesörlük teklifini reddetti ve kısa bir süre sonra Stockholms Högskola’da fizik dersleri vermeye başladı. 1895’te burada Fizik Profesörü oldu. Ayrıca, profesörlükten emekliye ayrıldığı zaman 1897’den 1905 yılına kadar rektörlük yaptı. 1903’te Svante August Arrhenius elektrolitik çözünme teorisi için Nobel Kimya Ödülü’nü aldı; asit, baz ve tuz moleküllerinin suda eridiğinde iyonlara ayrıldığını belirtti. Berlin’de bir profesörlük daveti aldı ve ardından 1905’de İsveç’te Bilimler Akademisi, Arrhenius’un başkanlığını yaptığı bir Nobel Fizikokimya Enstitüsü kurmaya karar verdi. Başlangıçta kiralık bir evde çalışmak zorunda kaldı, ancak 1909’da enstitü için yeni bir bina açıldı.

1900 yılında Arrhenius, Lärobok i Teoretisk Elektrokemi (Teorik Elektrokimya Ders Kitabı), 1906’da Theorien der Chemie (Kimya Teorileri) ve İmmünokimya’yı yayınladı ve 1918’de Silliman, Çözüm Teorileri dersi verdi. Atmosferin iklimi için CO₂ içeriğinin önemi konusundaki teorisi, radyasyon basıncının canlı sporların evrene yayılmasını sağlayabileceği konusundaki tartışması (Panspermy) ve kuzey ışıkları hakkındaki bilgilerimize yaptığı çeşitli katkıları ile de fizik dallarına karşı oldukça ilgiliydi. 1903 yılında Lehrbuch der Kosmischen Physik (Kozmik Fizik Ders Kitabı) yayınlandı.

Halkın anlayacağı şekilde yazabilme yeteneği ve buna ilgi duyması ile birçok konferans ve kısa yayınları oldukça ilgi gördü. Özellikle hayatının son on yıllarında birtakım popüler kitaplar yayınladı; bunlar genellikle birkaç dile tercüme edildi ve çok sayıda baskı halinde çıktı. Arrhenius’un kitaplarından bazıları; Världarnas Utveckling (1906, Yapım Aşamasında Dünyalar), Stjärnornas Öden (1915, Yıldızların Kaderi)’dir. 1913’te Smittkopporna och Deras Bekämpande (Çiçek ve Mücadele) ve 1919’da da Kemien och Det Moderna Livet (Kimya ve Modern Yaşam) isimli kitapları yayınlanmıştır.

Arrhenius 1911’de Kraliyet Cemiyeti’nin bir yabancı üyesi seçildi ve bu topluluğun Davy madalyasına layık görüldü. Ayrıca 1914’de The Chemical Society’nin Faraday Madalyası ile ödüllendirildi. Aldığı birçok ödül arasında Birmingham, Cambridge, Edinburgh, Greifswald, Groningen, Heidelberg, Leipzig ve Oxford Üniversitelerinden onursal dereceler de vardı.

Arrhenius, çalışma ve aile hayatında son derece mutlu olan kanaatkar bir adamdı. Birinci Dünya Savaşı sırasında, savaş esiri olan Alman ve Avusturyalı bilim adamlarının serbest bırakılması ve ülkelerine geri dönebilmeleri için oldukça başarılı bir çaba sarf etmiştir.

Arrhenius iki evlilik yaptı; 1894 yılında Sofia Rudbeck ile evlendi ve bir oğlu (Olle Arrhenius) oldu, 1905 yılında da Maria Johansson ile evlendi ve bir oğlu (Sven Erik Arrhenius) ile iki kızı (Ester Sigrid Arrhenius ve Anna-Lisa Arrhenius) dünyaya geldi.

2 Ekim 1927’de Stockholm’de vefat etti ve bedeni Uppsala’da defnedildi.

* Stockholms Högskola (Stockholm Yüksek Okulu) şimdiki zamanda üniversitelerin bir bilim fakültesine karşılık gelmektedir (Stockholm Üniversitesi). Ancak o zamanlar bu okul özel bir vakıftı ve dereceler için sınavlar yaptırmak veya tezlerin değerini belirlemek gibi haklara sahip değildi.

Özet olarak Svante August Arrhenius’un bilimsel hayatı:

Arrhenius’un bilimsel hayatı fizik ve kimya alanlarının kapsadığı üç ana başlıktan oluşur: fiziksel kimya, kozmik fizik ve immünoloji kimyası. Bu üç konu da hayatının üç farklı dönemine tekabül eder. 1884-90 yılları arasında doktora ve doktora sonrası, fiziksel kimyaya öncülük eden çalışmalarını Stockholm’da ki Bilimler Akademisi’nin Fizik Enstitüsü’nde ve yabancı üniversitelerde; kozmik fizik üzerine olan çalışmalarını 1895-1900 yılları arasında Stockholms Högskola’da (şimdiki adıyla Stockholm Üniversitesi); immunokimya alanındaki çalışmalarını ise 1901-07 yılları arasında Kopenhag’da ki Devlet Serum Enstitüsü’nde ve Fizikokimya Nobel Enstitüsü’nde (1905’de kuruldu) yapmıştır.

Arrhenius’un fizikokimyaya ana katkısı elektrolitlerin; suyu ileten bir çözelti elde etmek için çözeltide herhangi bir akım yokken bile suda çözülen bazı maddelerin elektrolitik olarak yüklü parçacıklara veya iyonlara ayrıldığı veya ayrıştığı teorisi idi (1887). Elektrolitlere karşı radikal bir yaklaşım olan bu çalışma önceleri çok ters tepki almasına rağmen Arrhenius ve Ostwald’ın çabalarıyla sonunda bu çalışma kabul gördü. Ayrışma hipotezine ilham veren aynı basit ama mükemmel düşünce, Arrhenius’u 1889’da Arrhenius denklemi yoluyla kimyasal tepkime hız sabitlerinin sıcaklığa bağlı olduğunu ifade etmeye itti.

Kozmik fizik, Arrhenius ve Stockholm Fizik Derneği’ndeki meslektaşları tarafından, denizlerin, atmosferin ve toprağın fenomenlerini birbirine bağlayan fiziksel teorileri geliştirme girişimleri için kullanılan terimdir. Buzul çağlarının nedenleriyle ilgili tartışmalar, Arrhenius’un, atmosferik karbon dioksit (CO₂) etkisinin ilk iklim modelini oluşturmasına yol açtı ve Felsefe Dergisi’nde 1896’da yayınlandı. Modelden çıkan genel kural, CO₂ miktarı geometrik dizide artarsa veya azalırsa, sıcaklık da aritmetik dizide artar veya azalırdı. Soyut modelinin hesaplamalarını doğal süreçlerle ilişkilendiren Arrhenius, atmosferik CO₂ kaynağı olarak fosil yakıtların yakılmasının etkisini tahmin etmiştir. Tek başına yanan fosil yakıtlara bağlı olarak atmosferde ki CO₂‘ nin iki katına çıkmasının 500 yıl süreceğini ve 3 ila 4 °C’ lik (5 ila 7° F) sıcaklık artışlarına neden olacağını öngördü. Bu öngörü Arrhenius’a, endüstriyel faaliyetin küresel ısınmaya olan etkisi için bir model sağlamış olan ilk kişi olarak bugünkü itibarını kazandırmıştır.

Arrhenius’un 1907’de yayınlanan ve bu kitabından para kazandığı immünokimya isimli çalışması, esas olarak fizikokimyada geliştirilen kavramları ve yöntemleri kullanarak toksin-antitoksin reaksiyonlarını, difteri reaksiyonlarını incelemek için yapılan bir girişimdi. Kopenhag’daki Devlet Serum Enstitüsü müdürü olan Torvald Madsen ile birlikte, bakteri toksinlerinin yanı sıra bitki ve hayvan zehirleri üzerine kapsamlı deneysel çalışmalar yaptı. Bununla birlikte, teknik zorluklar, Arrhenius’un immünolojiyi kesin bir bilim haline getirme amacını gerçekleştirmesi için çok fazlaydı. Bunun yerine, Alman tıp bilimcisi Paul Ehrlich tarafından formüle edilen bağışıklık çalışmaları alanında dikkat çekici yan zincir teorisine yönelik yoğun saldırıları dikkat çekti. Bununla birlikte neyseki bu kısa sürdü ve Arrhenius bu alanla ilgilenmeyi yavaş yavaş bıraktı.