e. Rennan Pekünlü Büyük Patlama

7/24/2019 e. Rennan Peknl Byk Patlama

1/150

BYK PATLAMA

BRMETAFZKARATIRMA

PROGRAMININ

ELETRS

E. Rennan PEKNL

stanbul Kltr niversitesiEvrim Konumalarstanbul Mays 2009


2/150

II

NSZ

Bu kitapk, hemen hemen btnyle bir alntlar yuma biiminde hazrland.Yazl amac, Byk Patlama gibisinden dzmece, metafizik bir aratrmaprogramn eletiren biliminsanlarnn varln okuyucuya duyurmaktr. Bubiliminsanlarnn grleri, bilimsel almalardaki ana akntdan sapt(!) iinokuyucu kitlesine gerektii gibi ulaamaz. Bu nedenle, Byk Patlama sankiseeneksizmigibi bir izlenim yaratlr. Oysa ki, yaplan her yeni gzlem BykPatlama kuramnda derin yaralar ayor. Byk Patlamann gzlemlerkarsndaki tutarszl ou zaman bu kuram destekleyenleri de skntyasokuyor. Peki yleyse niin braklmyor? Niin lmyor? Bu sorunun yantn bukitapkta bulamayacaz. Bu kitapk daha ok, 20. yzyln sonlarna dorugelimeye balayan dorusal olmayan sreler almalarnn sonularna

eilmektedir. Newtoncu mekanik dnya grn, Genel Grelilik ve KuantumMekaniinden sonra Kaos kuramnn nasl zayflattn sergiliyor. Son bilgisaplantsn eletiriyor.

Bu kitapk, bir adan, daha nce hazrlamolduum ve yineAstronomiMagazinin Yardmc Yaynlar Dizisinde yaynlanan BYK PATLAMA adlkitapkta ilenen grlerin devam niteliinde. Birincisinin yaynlanma nedeni,dinsel ve bilimsel grlerin birbirine kartrlmasna duyduum tepkiydi.Elinizdeki kitapk bu tepkimin dinmediini gsteriyor.

Kitapkta geen teknik szck ve kavramlar niversite eitimi almilgiliokuyucular iin yabanc olmayabilir; ancak, dier okuyucular iin ne yazk kiszlmas g, belki de olanaksz, kavramlar olacak. Bu durum beni birazzyor. Oysa ki bilimin son gelimelerinin en geniokuyucu kitlesine aktarlmasbiz bilim insanlarnn grevlerinden biridir. Saduyudan yoksun hertrl gereksizyetkeye kar savamann en etkin yolu bilimsel dnmekten geer. Bilimseldnebilmek iin de bilimsel almalar izleyebilmek gerekir. Matematik,gkbilim, fizik, kimya, dirimbilim eitimi alm olan okuyuculardan zellikle;mhendislik, tp vb. eitimi alm olan okuyuculardan da bu gelimeleri ilgilikitlelere tamalarn rica ediyorum. zellikle bugnlerde, ikilem kendisini iyicedayatm durumda: kitlelere ya bilimi, bilimsel dnmeyi tayacaz ya daastrolojik, tarotsal ve dier tm usd huzur biimlerini yakalamalarnakahrolarak tank olacaz.

E.Rennan PeknlMays 2009

NDEKLER


3/150

III

Giri 1Bilimsel Ynteme likin Grler 8Yeni ile Eski 20Yeni Bilim 27Mekanik Dnya Gr 30Endstri a Bilimi 32Entropinin Douu 37Termodinamiin Aamas 43Denge Durumundan Uzak Koullar 47Bakkln Bozulmas Sapak Noktalar 57Kaosa Gei Sapak Noktalar Saana 59Zamann Yeniden Kefi 63

Evrenselliin Sonu 65Heisenberg Belirsizlik lkesi 68Doktrinlerin atmas 77Boltzmann ve Zaman Oku 84Entropi Engeli Tersinemezlik 85Tersinemezlik Bakklk Bozan Sre 86Klasik Kavramlarn Snr 86Dinamiin Yenilenmesi 87Entropi Engeli 92Korelasyonlarn Dinamii 92Entropi: Bir Seim lkesi 96

Etkin zdek 97Sonsz 98Ek 1 Yaam 100Yaamn Genel zellikleri 100Yaam Temel zellikleri 102Yertesi Yaam (Uygarlklar) nerede Aranmal 103Evrenin Byk lekli Yaplar 104Gkada Dalmlar 105Kozmik Mikrodalga Ardalan Inm 111Evren Geniliyor mu? 124Ek 2 Hubble Yasasnn Evrimi 136


4/150

1

GR

Bu alma, Byk Patlama modelinin varsaymlarnn, kulland yntemin vengrlerinin eletirel incelemesini ieren bir alma olmay amalyor.

Konu evrenbilim... Evrenbilimin ura alann tanmlarken, evrenin birbtn olarak nasl baladn, geirdii evrim aamalarn, geleceini inceleyen;evrendeki byk lekli yaplarn, Mikrodalga Ardalan Inmnn, Hafif Element

Bolluklarnn kaynan aratran bilim alandr diyoruz. Ancak bu tanmlamatam gerei yanstamyor. Fizik, Matematik, Kimya ve Gkbilimin arlklolarak kullanld evrenbilim, ad geen reti alanlarndan szan felsefe veteolojiyle birlikte tam bir cad kazanna dnyor!

Bu adan ele aldmzda Byk Patlama, bilimsel adan, bilimselyntem asndan, doa felsefesi asndan, bakalarna neler sylettii, vb.alardan ayr ayr incelenebilir. Bu incelemeler sonucunda ortaya kan yenidnceler, kukusuz, insanln dnsel etkinlik alannda dokuyageldii desenizenginletirecektir. Hubble, Bilim, insann dnsel etkinliklerinden biridir vegerek anlamda ilericidir. Pozitif bilgiler kmesi, nesilden nesile aktarlr veherbir nesil bu kmenin byyen yapsna katkda bulunur. Newton, Daha uzagrebildiysem, bu, benden nceki bilim devlerinin omuzlar zerinde ykseldiimiindir demiti diyor.

Bu saptama, lerlemenin kayna, ztlarn birlii ve savamdr diyendiyalektik materyalist ilkeyi dorular grnyor. Bu saptamada ayrca, aynfelsefenin bir baka ilkesinin yadsmann yadsmasizlerini de grebiliyoruz.Bilimin kulland iki ynteme, tmevarm ve tmdengelime, iki zt gzylebakabiliriz. Birincisi, Kepler, Leonardo da Vinci ve Galileo gibi bilim adamlarnnkulland, zekten (merkezden) darya, embere doru; ikincisiyse, Einstein veou kuramsal fiziki ve evrenbilimcinin kulland emberden zee doru olanilerleme yntemidir. Bu iki yntem, kozmik sarkacn salnmlar srasnda eritiideiik iki evreyi oluturur. Bir evre, gzlem ve deneylere dayal, usa vurmay dagerekli bir adm olarak gren yntemi; dieriyse yalnzca usa vurmay yeleyen,gzlem ve deney sonularn usun yaratt fiyakal matematiksel modellerlekarlatrma kaygs gtmeyen yntemi temsil eder. Yaam ou kez, ereksel

olan (ideal) sentezi, bu iki yntemin birlikteliini retir.

Yadsmann yadsmasna gelince; Kopernik evreni Batlamyus evrenini;Newton evreni Kopernik evrenini ve Einstein evreni de Newton evrenini


5/150

2

yadsmt. Newtonun deyimiyle, devlerin omuzlarnda ykselip uza grme

srp gidecektir.

Tmevarm ile tmdengelim ztlarnn birliktelii ve savamnn ortayakard sentez, bilimsel yntemdir. Bilimsel yntemin nasl olmas gerektiineilikin gr, Astronomi Magazinin Yardmc Yaynlar Dizisi No: 4 Byk

Patlamada yle zetlenmiti:

Ancak tmdengelimsel ynteme yaplan tm kar klar onun bilimselalmalarda yeri olmad anlamna gelmez. Tam tersine, ok nemli bir yerivar. Ancak bu, doann gzlenmesiyle balayan ve yine gzlemlerle biten birevrimsel abada atlacak yalnzca tek bir adm olmaldr. Yeni bir olgunungzlemlerinden yola kan bilim insan yeni hipotezlere, bu olay kabaca

betimleyebilen yeni kavramlara ulaabilir. Bu, evrimsel abann tmevarmaamasdr. Daha sonra ulalan kavrama matematiksel bir biim verilir vekavramdan, tmdengelim yntemiyle sonular karlabilir. Bu da evrimselabann tmdengelim aamasdr. Daha sonra, kuramn sonular yeni gzlemlerkarsnda snanr. Baar salanmsa, kuram dorudur denmez! kuramgzlemlerle tutarldr denir. Ancak evrim burada sona ermez. Kuramtutarlln kantladktan sonra devreye teknoloji girer. Yeni kuram teknolojidekullanlr: Ya bilimsel aratrmalar iin yeni teknolojilerin gelitirilmesi ya daekonomik amalar iin yararlln gstermelidir. Bu yeni teknolojiler yeni vebeklenmedik olaylarn gzlenmesine ve evrimin srp gitmesine yardmc olur.

Yukardaki paragrafta sunulan tanmn znde, Karl Poppern bilimselyntem zmlemesi yatmaktadr. Konuyla ilgili grlerini The Logic ofScientific Discovery adl kitabnda zetleyen ve daha sonra bu kitabn ardndanortaya kard ciltlik (Realism and the Aim of Science; The Open Universe:

An Argument for Indeterminism; Quantum Theory and the Schism in Physics)eseriyle grlerini zenginletiren Popper, Bilimsel bir kuramn yanllanabilirolmas, bilimle metafizii ayran temel ldr. Eer bir kuramyanllanamyor, yanlln kantlayacak hibir gzlem ya da deneyyaplamyorsa, bu kuram kantlayabilecek herhangi bir yol da olamaz! Budurumda kuram hibir ngrde bulunamaz ve deersiz bir sylenceden(myth) teye de geemezdiyor.

Poppern saptamasnda Bilim ve Metafizik birbirini dlayan iki dnseletkinlik alan olarak sunuluyor. Bilimin yanllanabilme zellii var; ve bu grevgzlem ve deneylere verilmi; metafizik ise snanp yanllanmadan bak!Belleimde birisine ait yle bir sav var: Ta parasnn Yere dmesininnedeni, anasnn (Yer) barndan koparlm olan yavrunun (ta) anasna geri


6/150

3

dnme isteidir. Bu deyiin kime ait olduunu anmsayamyorum. Anmsadm

yukardaki biimiyle orijinalinden arptlmda olabilir; ancak yine de metafizikbir nermeye rnek oluturabilecek denli arpcln koruyor! Bu, bir bilimselnerme olabilir mi? Bu metafizik ekim yasasn yanllamann bir yolu yoksanyorum. Ya tm zamanlar iin geerli olan bu ekim yasasn yayanllanmolan Newtonun ya da yanllanacak olan Einsteinn ekim yasasnsatn alacaksnz!

Popper, bilimle metafizii birbirini tamamen dlayan iki olgu olaraksunuyor. yle de olsa, aralarnda bir iliki, etkileim olmal. Popperdandinleyelim: Speklatif yaratclkla, deneylere ak, snanabilme zelliigibisinden birbirine yabanc iki ayr olgunun birliktelii olaraktanmlayabileceimiz fiziksel bilimlerin evreni tanmamzdaki grevleri ok

nemlidir.

Evrenbilim speklasyonlar bilimin gelimesinde daima nemli bir roloynamve oynamaktadr. Bu speklatif kuramlar inceleyerek onlarn geliiminisalayabilir, daha nemlisi, bu kuramlar deneysel olarak snanabilir durumagetirebiliriz. (Durgun Durum evren modelinin kuramclar bunu becermi vesnavlarn iaret ettii dorultuda ilerleyerek modelin geersizliinionamlardr). Tam bu aamada Popper salvosunu savuruyor: Evrenbilimdekispeklasyonlarn ou, zellikle de balang aamalarnda , deneysel olaraksnanma ve yanllanabilmeden uzaktr; bu nedenle, ad geen speklasyonlarbilimsel olmaktan ok metafizik olarak nitelemeyi yeliyorum (Popper, K.,Quantum Theory and the Schism in Physics).

Popper, ayn eserinde nemli bulduu baz evrenbilim kuramlar iinmetafizik doaya sahip aratrma programlarkavramn kullanyor. Popperagre bu kavram, ad geen kuramlarn ikili doasn yanstyor: 1) bilimselaratrmalarn ynn ve doasn saptayan programsal doas, 2) kuramn (enazndan balangta) snanamayan, dolaysyla metafizik doas. Popper,metafizik doaya sahip aratrma programlar kavramn, henz snanabilmeaamasna gelememi olan kuramlar iin kullanyor. Bu programlar zamanlabilimsel kuram dzeyine kabilir. Metafizik doaya sahip aratrmaprogramlarn eletirmek olduka zordur. Bu programlarn herhangi bir eletiriyeak kalmakszn uzun bir mre sahip olmalar da olasdr.

Metafizik doaya sahip aratrma programlar kavramn kullanrken,bilimin gelime aamalarnn hemen hemen hepsinde metafizik dncelerin, yanisnanmas olas olmayan dncelerin denetiminde olageldiimiz gereine dikkatekmek istiyorum. Bu dnceler, hangi sorunlara aklama getirmemiz


7/150

4

gerektiinin yansra, bugnk yantlarmzn nceki yantlarmzla ne denli

uyutuu ve doyurucu olduu veya bu yantlar ne denli iyiletirdii sorununa dayant getirir (ayn kaynak, s. 161).

Popper burada ilgin bir saptamada bulunuyor ve ...bilimin gelimeaamalarnn hemen hemen hepsinde metafizik dncelerin, yani snanmas olasolmayan dncelerin denetiminde olduumuz gereinden szediyor. Bu,bilimsel ilerlemelerimizde metafiziin byk bir drts var, anlamna mgeliyor? lerlemeyi, fizikle metafiziin birliktelii ve atmas m salyor?

Popper, metafizik dncelerin sorunsal (problem) yaratmaya yaptklarkatkya ve bu sorunsallarn zm yollarnn belirlenmesinde oynadklar rolezel bir nem veriyor. Sorunsal durumlar olarak adlandrd bu durumlarn,

bilimde ayr etmenin sonular olduunu vurguluyor: 1) Belli bir alanda basknkuram olma ayrcaln yakalamolan kuramn bir tutarszlnn ortaya kmas;2) Kuramla deney arasndaki tutarszln belirlenmesi (kuramn deneyleyanllanmas) ve 3) Poppern en nemli olarak niteledii etmen, kuramlametafizik doaya sahip aratrma program arasndaki iliki.

Bu savn gelitirmek amacyla Popper, Pythagoras ve Heraclitustangnmze dek geen zaman dilimi iinde fiziin geliimine katkda bulunmuolan ve metafizik doaya sahip aratrma program olduklarna inand ennemli on program sralyor:

1. Parmenidesin Blok Evreni. Hilik (boluk, bouzay) yoktur: evrendoludur ve tek bir bloktan olumutur. Devinim ve deiim olas deildir. Evreningerek tablosu ussal olmak zorundadr; yani, elikisizlik ilkesi ve tmdengelimtemelinde oluturulmaldr.

2. Atomizm.Devinim, dolaysyla deiim gerektir. Dier bir deyile,evren dolu olamaz; bolua da yer vardr. Evren atomlardan veboluktan oluur:dolu ve bo. Tm deiiklikler atomlarn boluktaki devinimleriyleaklanabilir. Nitel deiim yok; yalnzca devinim ve yapsal deiim yaniyeniden dzenlenme var. Boluk atomlarn olas devinimleri ve konumlar iinvarolan uzaydr.

3. Geometriletirme. Erken Pythagoras program evrenbilimin(geometriyi de iermek zere) aritmetikletirilmesidir. Bu program irrasyonelsaylarn bulunmasyla birlikte kmtr. Bu programn izelgesini Plato izdi.nce evrenbilimin (aritmetii de iermek zere) geometriletirilmesini dnd.Fiziksel evren zdekle dolu uzaydr. zdek, biim kazanm olan uzaydr;


8/150

5

geometri de biim veya ekillerin ve uzayn bir kuram olduuna gre, zdein

temel zellikleri geometrik olarak aklanabilir (Platonun Timaeusundan).Evrenin geometriletirilmesi ve aritmetikletirilmesi program Eudoxus, Callippusve Euclid ile srmtr. (Euclid geometri ile ilgili kitap yazmay amalamyordu.Euclid, irrasyonel saylarn geometrik kuram ve Plato evren modeliyle ilgili diertemel sorunlarn zmyle ilgilenmiti)

4. Essentialism ve Potentialism. Aristoya gre, uzay (topos, konumuzay) zdekdedir. Salt geometri anlamn yitirmitir; onun yerine zdekle biimin(veya zn) ikilii gemitir. Herhangi bir eyin biimi veya z o eye aittir vekendi gizilgcn (potansiyelini) ierir. Bu eyler kendi son amalar urunakendilerini gerekletirirler. (yi, zgerekletirmedir).

5. Rnesans Fizii. (Kopernik, Bruno, Kepler, Galileo, Descartes)Byk lde, Platonun geometriletirilmi evreninin yeniden canlandrlmeitlemesini betimler. Ayn anda canlandrlanlar, hipotetik tmdengelim yntemve universale ante remdir. Daha sonra Rnesans fizii saat modelinednt.

6. Evrenin saat modeli. (Hobbes, Descartes, Boyle) zdein z veyabiimi onun konsay uzayndaki uzantsna denktir. (Bu, Plato ve Aristocugrlerin birlikteliidir). Yani tm fiziksel kuramlar geometrik olmaldr. Tmfiziksel srelerin nedeni itme, veya daha genel anlamyla, nesnelere sonsuzkk uzaklklardan uygulanan etkidir. Nitel deiikliklerin tm, aslnda,zdein nicel geometrik devinimidir; rnein, s veya manyetizm veya elektrik

aks. (Bu dnceler, atomlarn eter girdaplar olduunu savunan Bernoullidncesiyle kyaslanabilir).

7. Dinamizm. Tm fiziksel sre nedenleri itme veya zeksel ekicikuvvet cinsinden aklanabilir (Newton). Fiziksel durumun bana gelen tmdeiiklikler ilevsel (fonksiyonel) olarak dier deiikliklere baldr(Diferansiyel eitlikler ilkesi). Leibnize gre itme de kuvvetler cinsindenaklanmaldr zeksel itici kuvvetler nk itme, ancak, eer zdek, iticikuvvetlerce doldurulan uzay olarak alnrsa aklanabilir. Bylece Leibnizzdein dinamik ve yapsal kuramn oluturmutur. (zeksel kuvvetler kuramndaha sonra Kant ve Boscovich gelitirmitir).

8. Kuvvet Alanlar. (Farady, Maxwell). Tm kuvvetler zeksel kuvvetolarak snflanamaz. Deien (vektrel) kuvvet alanlar da vardr. Bu alanlarnyerel deiimi, sonsuz kk uzaklklardaki yerel deiimlere baldr. (Newtonve Descartesin nedensellik ilkesini causality birletiren ksmi diferansiyeleitlikler ilkesi). zdek, yani atom ve molekller kuvvet alanlar veya kuvvet


9/150

6

alanlarnn tedirginlikleri cinsinden aklanabilir. (rnek olarak, 6 numaral

programda sz edilen Bernoulli kuram gsterilebilir).

9. Birleik Alan Kuram. (Riemann, Einstein, Schrdinger). ekimalan ve elektromanyetik alanlarn geometriletirilmesi. Maxwellin nma ilikinalan kuram genelletirilmi ve temel paracklar, dolaysyla zdek de alanlarcinsinden aklanmtr. zdein paralanabilir olduu ngrlmtr. (Bungrnn dorulanmasyla birlikte evrenin saat modeli yani materyalizm yadsnmtr). Dier bir ngr, zdein erkeye (enerjiye) yani alan erkesine,dier bir deyile, uzayn geometrik zelliklerine dnecei ve bu dnmntersinin de olabilecei ynndedir. Ancak, zdein alan tedirginlii (titreimi)olduunu savunan gre kuantum kuram kar kmtr.

10. Kuantum Kuramnn statistiksel Yorumu. (Born) Einsteinnfoton kuramn ileriye srmesiyle birlikte, n da bir alan titreimi olduugrne kukuyla baklmaya baland. nk herbir titreim treniyle (kdalgas) foton denilen parack benzeri bir yapnn ilikisi kuruldu. Fotonu biratom salyor bir dieri souruyor dendi. de Broglieye gre, zdek de dalga

parack ikiliini gstermektedir. Bornun ikili doaya getirdii yorum, fiziiAtomizmin orijinal bakasna geri gtryordu: varolan eyler korpskl veyaparacklardr; alan ve alan titreimleri belirlenemezlik (determinist olmayan)ilkesi temelinde ykselen parack fiziinin matematik aygtlardr. Bu aygtlaryardmyla, bir paracn belli bir erke durumunda bulunma olaslnistatistiksel olarak hesaplayabiliriz. Bu bakasnn, zdei, birleik alan kuram

balamnda aklamaya alan ve ikili doa yerine zdein tekli doaya sahipolduu grn ilke edinen Faraday Einstein Schrdinger programylauyuamayaca ileri srld. (ayn kaynak, s. 164)

Poppern yapm oldu bu tarama, fiziksel evrenbilimin, deiiklik,zdek ve uzay (atomlar ve boluk), evrenin konsay (koordinat) uzaysal yaps,nedensellik, zdein atomik yaps ve zellikle kararll ve kararllnnsnrlar, zdekle n etkileimi gibisinden temel sorunlarn anlamamzdayardmc oluyor. Bu programlarn hepsi metafizik doaya sahip aratrma

programlar olarak nitelendiriliyor. Metafiziin tarih sahnesine k, evrimi vekendisine yneltilen eletirileri bir yana brakp, incelememizi Poppern yalnmetafizik tanmyla, (gzlem ve deneylerle snanamayan) srdrelim.

Yukarda sz edilen metafizik doaya sahip aratrma programlarnnbilimsel fizik zelliinden ok metafizik veya speklatif fizik zelliine sahipolduklarn anlyoruz. Bu zelliklerine karn bu programlar, bilim iingereklidir. Ortaya ilk atllar srasnda hepsi, szcn tam anlamyla metafizik


10/150

7

doaya sahipti (bunlardan bazlar daha sonra bilimsel olma zelliini kazand);

bu programlar, eitli duyumsamalar (intuition) temelinde oluturulmu, usuhemen hemen hi kullanmayan ok byk genellemelerdir. Bugn buprogramlardan ounun yanl olduunu gryoruz. Bunlar, evreni gerekevreni bir btn olarak sunma abalaryd. Balangta olduka speklatiftiler;snanmaya ak deildiler. Aslnda bunlarn hepsi, bilimsel doaya sahip olmaktanok, bir d veya sylence niteliindeydi. Ancak bilime sorunsal ve amavermede ve esin kayna olmada yardmc oldular (ayn kaynak, s. 165).

Eer Popper haklysa, Fizik - Metafizik atmas bilimi ilerletmedebyk bir g kayna olabilir. Metafizik, tmdengelim ynteminde verimlitopraklar buluyor. Metafizie izin vereceksek, bunun dozunu nasl ayarlayacaz?Bilim insannn an gelimilik dzeyi ve ideolojisine uygun program saptama

sorumluluu nerede devreye girecek? Birazck speklasyon birazck hamileliebenzemi gemite! Doan ocuklarn ad da ayn! metafizik doaya sahiparatrma programlar. Metafiziin byk lde tmdengelim yntemindenszdn bir kez daha yinelemeliyiz. Ancak savunulmas gereken salt tmevarmda deil kukusuz! Gzlem ve deney verilerinin yld, usun kullanlmadyerde de entellektel durgunluk balar. Burada metafizikle tmdengelimyntemini zdeletirmediimi bir kez daha vurgulamak istiyorum. Metafizik,kendini gerekletirebilmek iin tmdengelimi daha rahat kullanabiliyor.

imdi, bilim dnyasnn nl isimlerinin, gzlem ve deneylerlesnanamayan, bu nedenle metafizik doaya sahip olma zellii tayan

programlara ynelttikleri eletirileri ve bu eletiriler nda bilimsel almalarnnasl olmas gerektiine ilikin grlerini inceleyelim. Burada olduka uzunalntlara yer vereceim. Bu alntlarn amac, bilimsel alma sonularnagsterilen baz eletirel olmayan yaklamlar eletirmek. Byk Patlama evrenmodeli, baskn grolma ayrcaln, ksmen kart grlerin seslerini bastrmabecerisinden (Halton Arpn, Quasars, Redshifts and Contraversiesadl kitabibretle okunmaldr. Byk Patlamay yerle bir edecek bulgularn bilimseldergilerde baslmasna izin verilmeyiinin ilgin bir yks!) byk lde deeletirel olmayan yaklamlarn salad gten kazanyor. Doas metafizikolduundan, insanlar bilim alanndan teolojik alana hi sarsmadan veuyandrmadan geiriyor, orada kuku yerini inanca brakyor. Bylece BykPatlama, inananlarn gznde kutsal kitaba, herbir metafizik nermeside birer

ayete dnyor. Byk Patlamann ou kavram ve ngrs insanolunundnsel etkinliklerinde ortaya kan iki derin gereksiniminden birini, bilmeme

ama inanmagereksinimini doyuruyor. Bu, ne yazk ki, bilim dnyasnn hamve ilenmi yelerini de gizemi iine almbir gereksinmedir (inanma, kiininkendini aalama igdsnn da vuru biimidir; igdler eitilebilir.


11/150

8

oumuzda bilme istei inanma isteinden daha baskndr. Bilimin

boluklarna doastnn, metafiziin okumasna izin vermeyenlerimizinsays hi de azmsanacak denli deildir). Bilim insannn benimsemesi vebenimsetmesi gereken ilk ilkesi, kendi zerimde dinsel ve/veya bilimsel otoritetanmyorumolmaldr. Busavsz (motto),anlamsz bir isyana deil, salkl birkukuya ve eletirel bir yaklama davetiyedir. Aadaki alntlar, benimsediimgrler dorultusunda; ancak bunlara olan yaklamm otorite tanmazbiimdedir.

BLMSEL YNTEME LKN GRLER

Lev Landau

Kuramsal evrenbilimciler ok sk yanl yapyorlar; ancakyanlabileceklerinden hi kukulanmyorlar. (The Lesson of Quantum Theory,

Niels Bohr Centenary Symposium, Oct. 3 - 7, 1985, J. de Boer, E. Dal, O. Ulfbeck(eds.),North - Holland, Copenhagen)

H.C. Arp, G. Burbidge, F. Hoyle, J.V. Narlikar, N.C. Vickramasinghe

Genel bir ilke olarak, gzlenen baz nicelikleri veya fiziksel sreleriaklarken gzlenemeyenlerden yardm ummak istenen bir durum deildir. BykPatlama evrenbiliminde bu tr yaklamlarla ska karlayoruz. Yerbilim,Huttonun tekdzelik (uniformity) ilkesini benimsediinden beri olumlugelimeler gstermitir. Bu ilkeye gre, yerbilimin her konusu, sregelengzlenebilir srelerle aklanmaldr. Evrenbilim ve kozmogoni de ayn ilkeyibenimseyerek olumlu gelimelere tank olabilir. (Nature, Vol. 346, 30 Aug.1990, s. 807)

(Not: Bu balamda okuyucu, Byk Patlamann enflasyonist an, baryonikolmayan karanlk zdei, stringleri, vb. anmsamaldr. Bunlardan enflasyon,evrenin bir dneminde gereklemi ve durmutur; sregelen, gzlenebilir birsre deildir. Baryonik olmayan karanlk zdein ne olduu, bilinen zdektryle nasl etkiletii bilinmiyor! Stringler, bilinen gereklerle eliiyor! urasak ki, evrenbilimcilerinHayalet Avclarnagereksinimi var!)

Sheldon Glashow

Hepimiz gibi, Einstein gibi, Michael Faraday da ekim ile doann dierkuvvetleri arasnda bir bantnn varolduuna inanyordu. Einsteinn tersineFaraday, emberin zeinden da doru, salt deneylerden kurama doru kan


12/150

9

yolu izlemiti. Yaamnn sonuna doru, 19 Temmuz 1850 de, birletirmeyi

amalad kuvvetler arasndaki ba kantlamay amalad deneylerinbaarszlkla sonulanmas zerine unlar yazd:

u anda abalarm sona erdi. Sonular olumsuz. Bu sonular,ekim ile elektromanyetik kuvvetler arasndaki ban varlnaolan inancm sarsamaz. Ancak ayn sonular, bylesi birilikinin varln dorulamyor.

( The Lesson of Quantum Theory, 1985, s. 153)

D.N. Schramm ve C.F. McKee

Kuram, gzlem ve deney arasnda sk bir ibirlii olduu zaman bilimhzla ilerler.

Eer kuram llebilirlii bir yana brakp nde komaya balarsaaratrma alan bilimden uzaklar felsefeye dner. Eer toplanan veriler, neyeiaret ettikleri aratrlmadan ylp durursa, ayn aratrma alannda entellekteldurgunluk balar. (Sky & Telescope, Oct. 1991, s. 352)

V.A. Ambartsumian

Yanlanlalmay nlemek amacyla speklatif dnceye ve modellereynelttiim eletirilere birka tmce daha eklemek istiyorum. Speklatifdncelerin ve modellerin bilimsel almalardaki nemini kimse yadsyamaz.Benim ilk almalarm (invariance principle) da deneyselgzlemselalmalardan ok, model oluturmaya daha yaknd. Ancak, u noktay zelliklevurgulamak istiyorum, bugn elimizin altnda bulunan devasa verileri dikkatealmakszn oluturacamz modellerin iyi sonular retme ans yoktur.

Doa, ou gizlerini sergilememe konusunda ayak diretiyor! Bizimamacmz bunlar ortaya karmaktr. Bu gizleri, gizlendikleri yerde gzlemek endoal yntemdir. Yalnzca kuramlar yaparak amacmza ulamamz son derecezordur.(Annual Review of Astronomy and Astrophysics, Vol. 18, 1980, s. 13)

W.B. Bonnor


13/150

10

Fiziksel bir sreci betimlemeye alan matematiksel bir modelde ortaya

kan tekillik genellikle kuramn ktne iaret eder. Bylesi bir durumda birfizikinin olaan tepkisi daha iyi bir model aramak olur.

Ancak evrenbilimciler genellikle byle davranmyorlar. Baz bilimadamlar evrenin genilemesini tanmlayan anda ortaya kan tekillii Tanrsandlar ve Tanrnn evreni o noktada yarattn dndler. Bilimselsorunlarmza zm ararken iin iine Tanry sokmamz hi uygunbulmuyorum. Bilimde bu tr mucizevi mdahalelere yer olmad gibi, varl,Tanrya inananlar iin tehlike yaratr: diferansiyel eitliklerinizdeki matematikseltekillikleri daha iyi bir modelle ortadan kaldrdnzda Tanrnz da tekilliklebirlikte ortadan kalkar. (Rival Theories of Cosmology, Oxford Univ. Press,London, 1960)

Edwin Hubble

Gzlemle kuram sk skya rlmtr; bunlar birbirinden tamamenayrma abas bounadr. Salt kuram belki matematik alannda bulunabilir, ancakbilimde bulunamaz. Sylendiine gre matematik, olas dnyalarla, mantksalolarak tutarl dizgelerle urar. Bilim ise, iinde yaadmz gerek dnyanngizlerini zmeye alr. Ksacas, evrenbilim kuramlar bize sonsuz sayda olasevren dizisi sunar. Gzlemlerse, iinde yaadmz evreni anlalr bir biimdesunan modelleri, olas evrenler dizisi iinden tek tek ayklar.

Gzlenebilir evrenin aratrlmas, bu ayklama ilemine ok nemlikatklarda bulunmutur. Bu aratrma olabildiince geni bir evren blgesiniiermektedir. Gzleyebildiimiz rnek uzay bir dizi sonular karabilmek iinolduka iyi saylabilir. Bu adan baktmzda, evrenin yapsna ilikinalmalar, deneysel - gzlemsel alma alanna girmitir diyebiliriz. (Realm ofthe Nebulae,Yale Univ. Press, London, 1936, s.35)

Yaplmas gereken aratrmalarda glkler ve belirsizlikler ortaya kt.u anda elimizde bulunan verilerle gvenilir sonulara ulaamayz. Bu aamadakrmzya kaymadan szetmemizin nedeni, krmzya kayma yorumunun, enazndan ksmen de olsa, gzlemsel aratrma alanna girmiolduunu vurgulamakiindir. Burada gzlemcinin davran, kuramsal aratrmacnnkine benzemiyor.

nk, teleskobun salad olanaklar henz tamamyla tkenmi deildir;gzlemler, krmzya kaymann gerekten de devinime iaret edip etmediini iyiceortaya karmadan herhangi bir yargya varlmamaldr.


14/150

11

Bu arada, krmzya kaymalar, uygunluk asndan hz lekleriyle

anlatlabilir. Krmzya kaymann davran hz kaymalarnkine benzemektedir veyaplabilecek herhangi bir yorumu dikkate almakszn ayn leklerle temsiledilebilir. Dikkatli bir biimde kurduumuz tmcelerimizde grnrdeki hzkavramn kullanmal ve genel kullanm iinde grnrdeki sfatn dikkatealmasak da varln daima anmsamalyz. (ayn kaynak, s. 122 - 123)

n aratrmalar, zdek dalmnn evrenin gzlenebilir tm blgelerindetekdze olduuna iaret etmektedir. Bundan sonraki adm, kukusuz, dikkatli birtarama yapmak ve elimizdeki verilerin nda sonular yorumlamaktr. Bilgibiriktike sonular yeniden yorumlamal ve taramalar daha byk bir doruluklayinelemeliyiz. Bylece ard ardna yaplan yaklatrmalarla, gzlemlerimize akolan evrene ilikin daha anlalr bilgilere sahip olmamz olas olabilir.

Ekstrapolasyonlarmz ancak o zaman, teleskoplarmzn eriebildii uzaklklarntesine tayabilir ve salt speklasyonlardan daha deerli olan sonularkarabiliriz. ( ayn kaynak,s. 182)

Biz, tanm gerei, gzlenebilir evrenin tam ortasndayz. Yaknkomuluumuzu olduka iyi tanyoruz. Uzaklklarn artmasyla birlikte bilgimizazalyor, stelik hzla azalyor. En sonunda, teleskoplarmzn snrna eriiyoruz.O snrda artk glgeleri lmeye balyoruz. Burada lm yanlglarmznyansra bize ipucu olabilecek grntleri de aratrmaya balyoruz.Aratrmalarmz srecek. Deneyselgzlemsel kaynaklarmz tamamentkenmedike dsel speklasyon ortamna kaymamza gerek yok. (ayn kaynak,

s. 201 - 202)

H. Bondi

Bugne dek bilimsel yntem konusunda yaplm olan zmlemelerinen baarls Profesr Karl Poppernkidir. Poppera gre, ki bence dorulanmtr,hipotezler bilim adamlarnn usunda oluur ve nemli lde o bilim adamnnimgelemesini (imagination) ierdiinden tamamen ak, anlalr olmaktanuzaktr. Bir kuramn amac, doruluu gzlem ve deneyler karsnda snanacakolan ngrlerde bulunmaktr. lkesel olarak, bir kuramn bilimsel kuramolabilmesi iin, deney ve/veya gzlemler karsnda yanllanabilir olmas gerekir.Bilim, yanllanabilme gibisinden stn bir zellie sahip olmas nedeniyle

insanln dier etkinliklerinden ayrlr. (Rival Theories of Cosmolgy, OxfordUniv. Press, London, 1960, s. 12)

Edwin Hubble


15/150

12

Gnmz evren kuramlar, evrendeki zdein edalm gsterdiini

varsayan ve Genel Grelilik kuram balamnda alan bir modeli kullanr.Genileyen evren modeli olarak anlan bu model, Genel Greliliin bir ilkesinibetimleyen kozmolojik eitlikten tretilmitir. Bu ilke, uzay geometrisinin, uzayniindeki zdek ve erkece saptandn belirtir. Bu eitlik, insanln bugne dektoplad, gereklerden tretilmi bilgi yuman aar (transcends). Bu eitlik,ancak, evrenin doasna ilikin varsaymlar yardmyla zlp yorumlanabilir.

Einstein ve de Sitterin (1917) elde ettii ilk zmler, evrendeki zdeineit daldn, evrenin her ynde ayn olduu ve zamanla deimediivarsaymlarn kulland. Bu zmler, genel bir sorunsaln zel durumlardr veartk kullanlmamaktadr. Einsteinn zm braklmtr, nk krmzyakaymaya aklama getirememitir; de Sitterinki braklmtr, nk evrende

zdein varln dikkate almamtr. Sylendiine gre, Einstein evreninde zdekvar devinim yok; de Sitter evrenindeyse devinim var zdek yok. Sorun genelanlamyla ilk kez Friedmann (1922) tarafndan ele alnmtr. Daha sonraRobertson (1929) yalnzca bakklk zelliini kullanarak izgi esinin (lineelement) en genel formlasyonunu tretmitir.

Ad geen zmde, kozmolojik sabit ve uzayn erilik yarapgibisinden belirlenmemi nicelikler ortaya kmaktadr. Evrenbilimciler buparametrelere tamamen geliigzel deerler vererek, eitli olas evrenlertanmlamlardr. Bu eitlilik iinde, gerek evren modelinin de yeralacasanlmtr. Gzlemcinin greviyse, bu parametrelerin gerek deerlerini veya enazndan yeralmalar gereken deer araln saptamak olmutur.

Genel zm durgun olmayan, zamanla deien bir evren ngrmektedir.Uzayn erilik yarap zamanla deimektedir. Ksacas, olas evrenler yagenileme ya da kme iindedir. Eitlikler bu iki seenekten hangisinibeklememiz gerektiine iaret etmemektedir. Ancak, gzlenen krmzyakaymalar, gerek evrenin gnmzde genilediinin dolaysz bir kant olarakonand ve bu yorum kurama eklendi. Bylece model, genel grelilik kuramnnedalml ve genileyen modeli olarak anlmaya baland. (Realm of the

Nebulae, Yale Univ. Press, London, 1936, s. 198)

A.K. Raychaudhuri

Standart kozmolojinin baz yandalarnn tavr, Eddingtonun, eerkuramla deney arasnda bir uyumazlk varsa, deneylere inanmayn nerisineuymak olmutur. (Proceed. Gravitation & Rel. Astrophysics, World Sci.Singapore, 1982, s. 117)


16/150

13

Gnmzde tmdengelim yntemi evrenbilim ve parack fiziindeyaygn olarak kullanlmaktadr. Bu iki bilim dal, ayn yntemi kullanmannyansra, ierik ynnden de birbirine baldr. nk, parack fizikileri iinByk Patlama, Kusursuz bakklk (perfect symmetry) iin altn aoluturmaktadr. Bugn iinde yaadmz evren bakk saylmaz. Doaysnflam ve drt temel kuvvetin varln onamz. Bu kuvvetlerin etkileimbiimi, etkileim yeinlii ve etkileim erimi birbirinden olabildiince ayrdr. Budrt kuvvet hi de bakk olmayan biimlerde davranrlar. rnein, temelparacklarn ou, spin ad verilen asal momentuma sahiptir. Bakklktutkunu kuramclar, tm kuvvetlerin tm spinlere ayn biimde etkidiinidndler. Ancak durum gerekte byle deil! Zayf kuvvet sol el kuralylaalr: bir ekirdek bozunmas srasnda salnan elektron spini ou kez devinim

ynndedir, yani sol el vidasnn yivleri gibidir. Hemen hemen tm durumlardaparack ve antiparacklar birbirinin ayna grnts gibi davranrlar; rnein,bir bozunma srasnda salnan pozitronun spini sa el vidasnn yivleriynndedir. Kald ki, bu kuraln bile bozulduu durumlar vardr. Ksa mrl birparacn bozunmas srasnda anti parack normal paracktan daha hzlbozunur. Zaman bakkl bile her zaman geerli deildir.

Paracklarn zellii de bakklktan olabildiince uzak ve karmaktr.Bozunmayan, kararl paracklar ele alalm: elektron ve proton; protonun ktlesielektronunkinin 1836 katdr. Foton ve ntrinolarn ktlesi yoktur. Dahas,ntrinolar zdekle etkilemezler; k yl kalnlndaki kayay deler geerler

(yeter ki o boyutlarda bir kaya bulalm!)Kararl paracklara ek olarak, 22 tane daha uzun mrl parack vardr.

Bunlar bozunur. Ancak bu paracklarn mr, arpan iki paracn arpmazamanna (10 23 saniye) kyasla uzundur. Bu paracklarn says hi deazmsanacak denli deildir. mrleri, (0 sigma 0 iin) 10 20 saniye ile(ntron iin) 15 dakika arasnda deiir. Kararl bir ekirdekte ntron kesinliklekararl olarak kalr. Ayn paracklarn ktleleri, meelektron ktlesi olmak zere,207meile 5247mearasnda deiir. Bunlardan bazlar, elektriksel olarak ntr ikenbazlar da elektrik ykldr. Protondan daha az ktleli olan paracklar (lepton vemezonlar) elektron, ntrino veya saf erkeye bozunurlar; protondan daha arolanlarsa (baryonlar) protonlara bozunurlar. Mezon ve baryonlar gl kuvvetile

etkileime girerken, leptonlarbu kuvvetin etkisinden baktrlar.

Bakklk asndan daha da kts, paracklarn hzlandrclardaarptrld anda, yani tam etkileme annda ortaya kan ve rezonans ad


17/150

14

verilen ksa mrl erke durumlarnn varlna ilikin dolayl kantlarn

olmasdr. Bu erke durumlarndan yzlercesi belirlendi.

Bu karmakla bir dzen ve bakklk sunma amacyla parack fiziikuramclar standart model gelitirdiler. Bu model, doadaki tm kuvvetlerinkuantlam olduunu varsayar; dier bir deyile, herbir kuvvet o kuvvete zgparacklarca tanr. Kuvvet tayan bu paracklar dier paracklarla deitokua girer, bylece bir kuvvet retilir. Bu modelin hipotezlerinden biri, mezonvebaryonlarnkuark ad verilen alt tr paracktan olutuudur. Dier yandan,alt leptontr vardr: elektron, muon, tauonve tr ntrino.Elektromanyetik

kuvvetifoton tar;zayf kuvvetiWveZparacklar tar; gl kuvvetitayanen az 8 gluon vardr. ngilizcede glue yapkan, yaptrc anlamna gelir.Gluonlarn grevi de paracklar birarada tutmak olduundan gluon adn

almtr. Sraladmz 24 paracn herbirinin kendine zg ktlesi ve zelliklerivardr. Kuramn zayf yanlarndan biri, kuarkveya gluonlardan herhangi birininhenz dolayszolarak gzlenememiolmasdr.

Beklenen bakkla henz(!) eriilememitir. Paracklar, aa yukar 6nn katlar olarak gruplanmaktadr. Bu karmaann altnda kusursuz bakklnyattna inanan kuramclar bozulmu bakklk dncesini gelitirdiler. Bugre gre, erke ne denli yksekse bakklk da o denli yksektir. zdek erkeyitirmeye baladka bakklk kendiliinden bozulur ve deney srasndabakkln yitirmi bir gerek ortaya kar. Bu aamada ska bavurulanbenzerlik, donma noktasna gelmi olan sudur: su oda scaklnda bakktr;morfolojik yaps herhangi bir yn yelemez. Ancak donduunda, buzun deiikynlerde bakkszlk sergilediine tank oluruz; bakklk kendiliindenbozulur.

te parack fiziiyle Byk Patlamann birbirine olan bamll bunoktada ortaya kar. Byk Patlama, kusursuz bakklk ve ultra yksekerkelerin ortaya kt altn adr. Parack fizikilerine gre balangta (birbalang veya sona nedense hep gerek duymuuzdur!) kusursuz bir bakklkvard. (Burada ok nemli olduunu sandm iki anmsatmay iki soru biimindeyapmak istiyorum: 1) Huttonun uniformity ilkesini niin kullanmazlar? 2)Byk Patlama koullarn gnmz teknolojisiyle yeniden yaratpsnayamayacamza gre, nmze sunduklar metafizik deil mi?). Tm

paracklar ve kuvvetler balangta(!) tekti. Byk Patlama ertesinde soumayabalad anda evren bakklk bozulmasna urad deniyor. Tek kuvvetten nce

ekim kuvveti ayrld. Daha sonra gl ekirdek kuvveti, daha sonra da zayfkuvvet ve elektromanyetik kuvvetler ayrld. Tm bunlar, saniyenin ok okkk dilimlerinde oldu. Benzer ekilde, balangta(!) paracklar da kuvvetler


18/150

15

gibi ktle ve dier zelliklerce birbirine denkti; daha dorusu tek tr bir parack

vard, deniyor. Ama bugn artk herbirinin ayr ktle ve zellikleri olduunubiliyoruz.

Ksacas, ad geen drt kuvvetin birlemesi ancak uzak gemite, aslayeniden retilemeyecek scaklklarda olur. Bu arada bu kuramn ngrlerinisnamak da giderek gleiyor. Aslnda bu glkler, birletirme programnnilkaamalar iin fazla sorun yaratmad. Bu ilk aama,zayf kuvvetle elektromanyetikkuvvetinbirletirilmesini amalyordu. Buna elektrozayfkuram denir.

Kuantum fizii, kuvvet tayan dei tokucu parack ktlesinin etkiuzaklyla ters orantl olmas gerektiine iaret eder. Elektromanyetik

kuvvetlerin etki erimi sonsuz olduundan fotonun ktlesi sfrdr. Ancak, zayf

kuvvetin etki erimi sonsuz ksadr. Bu nedenle, zayf kuvvetin dei tokucuparacnn ktlesi ok ok byk olmaldr. Bu parackla fotonun ktlesi birbirleik kuramda biraraya gelemeyecek denli ayr dnyalarn yaratklar olarakdnld.

Ancak 1967 ylnda Harvard niversitesinden Steven Weinberg, bir ylsonra Londra Imperial College ve Trieste ICTP balantl Abdus Salam veSheldon Glashow birbirinden bamsz olarak gauge kuramn gelitirdiler. Bukuram, ktle sorununun stesinden geldi. ki ayr dnyann biraraya gelemezyaratklar birletirilerek elektrozayf kuram oluturuldu. Kuram, bakklkbozulmas ad verilen kavramn yardmyla gerekleti ve 80 ve 90 GeV larda

srasyla W ve Z paracklarnn bulunaca

n ngrd. Gerekten de, 1983baharnda CERNde Carlo Rubbia bakanlndaki aratrma grubu, W ve Zparacklarn bulduklarn tm dnyaya duyurdular. Kuram, bu iki paracnyansra, 1 TeV da (11012 eV) henz gzlenememi olan Higgs bozonununvarln ngrd. Bugn Texasda kurulmakta olan speriletken sper arptrcbu parac bulmay amalyor.

Bugn elimizde birleik elektrozayf kuram ve ayrca iyi i gren birgl kuvvet kuram bulunmaktadr. imdi abalar, bu iki yap zerine GUT(Grand Unified Theory Byk Birleik Kuram) yi oluturmak, yani, zayf,

kuvvetli veelektromanyetik kuvvetleri birletirmek ynnde aktlyor.

GUT, eer bugn hzlandrclarda eriebildiimiz erkelerin ok okzerine kabilirsek, zdei bu erkelerde arptrma yoluyla yeni paracklar vebu paracklarn sergileyecei yeni etkileimlere ulaabileceimizingrmektedir. Bugnk deneylerde eriilen yaklak 500 GeV ile GUT erkedzeyi olan 1015GeV arasndaki verimsiz arala Glashow l denir. Bu l


19/150

16

aarak GUT erkelerine eriebilecek hzlandrcnn uzunluu birka kyl(!),

deneyler srasnda tketecei erkeyse, Gne erkesinin birka kat olacaktr !!Glashow, projenin gndeme geldii yllarda, Bu proje, Reagan bakanlndakikongreden kesinlikle kmaz gibisinden gldrl bir saptama yapyor. Hatta,Demokratik bir bakann ynetiminden de beklentisi olmadn dile getiriyor! (APassion to Know, A.L.Hammond ed. Charles Scribners Son, NY, 1984)

Poppern tanmlad metafizik doaya sahip aratrma program bu olsagerek! Metafizik, nk deney veya gzlemlerle GUTyi snamak olas deil. Buaamada bilim adamnn ann teknoloji, olanak ve ideolojisine uygun bilimselaratrmalara ynelme ve yneltme sorumluluunu bir kez daha anmsamalyz.

Bu arada, GUTlerin snanabilir bir ngrsnden de szedelim. Bu

ngrnn dorulanmadn da hemen ekleyelim. GUTler protonunbozunacan ngrr. Proton ve elektronlarn yksek erkelerde birbirine denkolaca ve birbirlerine dneceine inanlr. Daha zgn olmak gerekirse,pozitronlar bir tr mezonolanpiyonlarla birleerek protona dnmelidir. Ancak,

zaman tersinirlii dncesine gre, bu tr bir srecin tersi de dk erkelerdegzlenmelidir. Ksacas, protonlar, piyon ve pozitronlara bozunarak bykniceliklerde erke aa karmaldr.

GUTler protonlarn 1030ylda bozunacan ngrrler. Eski madenlerinen derin galerilerinde yaplan deneyler proton bozunmasna ilikin herhangi birbelirti gstermedi: Protons are forever! Bir zamanlar Sean Connerynin 007

James Bond filmleri dalgas vard. Bunlardan birinin film mziini Shirley Basseyokumuve o kadife gibi sesiyleDiamonds are foreverdiyerek gnllerimizde tahtkurmutu! Sheldon Glashow, ABDdeki gazete ve dergilerin bilim yazarlarnaverdii basn konferansndaysa ayn arky sylemiyordu: Michigan veBrookhavenda alan bilimadamlar biraraya gelerek, Ohiodaki Marton Thiokol tuz madenlerinde proton bozunmas deneylerini gerekletiriyorlar.nanyoruz ki, zdek (diamonds, fizikiler, gkadalar, vb) kararszdr, yani,

Diamonds are not forever! (A Passion to Know, A.L. Hammond ed., CharlesScribners Son, NY, 1984, s. 32)

Proton bozunmasna ilikin ngr dorulanmaynca GUTciler ilgin birumursamazlkla balang kuramlarnn son derece basit olduunu ve bu nedenle

salkl sonular veremeyeceini savunmaya baladlar. Yeni oluturduklarkuramn protona bitii yaeski ngrnn 103katyd: 1033yl! Evren yaklak15109 yllk bir yaa sahip. Protonun bozunmasna unun urasnda 1033 ylkalm! Nedir ki, gz ap kapayncaya dek geer !


20/150

17

Bir kez daha Karl Popper, bir kez daha snanabilme ilkesi, bir kez daha

metafizik.

GUTciler protonun kararl bir parack olduunu niin onamyorlaracaba? nk Byk Patlama bize protonlarla pozitronlar arasnda birdnmn olmas ve protonlarn bozunmasgerektiini sylyor. Peki ya BykPatlama deneney olmadysa! O zaman, GUTlerin yaplabilen tek deneyi, protonbozunmas, bu kuram aka yalanlam olur. Dier yandan, eer protonbozunmayacaksa Byk Patlamaya byk bir darbe inecek demektir. Bu durumdaevrenin eit sayda zdekle anti zdekden olumas gerekecek. Ancak, evrendezdekle anti zdein eit niceliklerde olmadn ve gemite olduu savunulanzdek anti zdek etkileiminden arda belli niceliklerde zdek kaldsavunulmaktadr. Bir kez daha anmsayalm: Byk Patlama, protonlarla

pozitronlarn birbirine dnmesi gerektiini savunur. zdek ile anti zdek,Byk Patlamann savunusuna gre, son derce yksek younluklarda bakkolarak yaratlmtr. Eer eit niceliklerde zdek anti zdek bulunduunuvarsayarsak bunlar birbirini karlkl olarak yokedecek ve geriye yalnzca salterke kalacak, no universe! Arda kalan zdein varl, bakk olmayan birevrende yaadmza iaret etmez mi? Byk Patlamann olmadna iaret etmezmi? GUTler ve Byk Patlama ya birlikte var ya da birlikte yoklar!

Proton bozunmas ve anti zdek konular, doann bakk olduunusavunan grn ne denli yanl olduunu gsteren iki rnektir. GUTlerevrenbilimcilere, axion gibisinden karanlk zdekleri sunar! Buna karlk Byk

Patlama da GUTcilere, kuramsal bakklk iin gereksinim duyduklar ultrayksek erkeleri salar. GUTler ve Byk Patlama birbirine gereksinim duyan, bunedenle birbirini destekleyen iki kuramdr; bir eit kozmik ksr dng! Bu aradaheriki kuram de denetleyen deneyler, heriki kuram da re kard.

GUTler iin sylediklerimiz, kuramsal evrenbilim ve parack fiziininson moda programlar olan spersicim ve sper bakklk iin de geerlidir.Dorulanmam olan GUTlerden honut olmayan baz kuramsalclar ekim deierilmek zere doann 4 kuvvetini birletirmeyi dndler. Bunun iin,uzunluu olan ancak genilie sahip olmayan sicimlerden yardm umuldu.Hereyi aklama gibi bir grevle kmolan bu programn adna da TOEdendi:TOE Theory Of Everything, yani Hereyin Kuram. Ancak sicimler o denlibyk erkelerin olgular ki, kuram bu konuda tek bir ngrde bulunamyor.Sheldon Glashow dinleyelim. Niels Bohrun doumunun 100. yldnmnedeniyle, 3 7 Ekim 1985 tarihleri arasnda dzenlenen toplantda, SheldonGlashown sunduu bildirinin bal gerekten ilgin: Does Elementary


21/150

18

Particle Physics Have a Future? Bu bildiride ileri srd dnceler zerinde

dikkatle dnmeye deer!

Elimizde iyi igren bir tek kuram var; gerekten iyi bir kuram. Parackfizii standart kuramn oluturan QCD (Quantum Chromodynamics) veelektrozayf kuram. Bu kuram, evrenbilimde, astrofizikte, nkleer fizik veparack fiziinde kullanlmaktadr. Gerekten de, baka bir seimimiz yok.

Standart modeli yadsyacak herhangi bir llmnicelik yok! Kuram ielikilerden ve zayf yanlardan bak. Tm bunlara karn, standart modeldoyurucu sonular sunamyor. rnein, QCD yeterince gl bir ngryeteneine henz sahip deil. Kuram, hadronlarn gzlenen ktle spektrumunailikin herhangi bir ngrde bulunamyor. (The Lessons of Quantum Theory, J.de Boer, E. Dal & O. Ulfbeck eds., 1986, North Holland Physics Pub.,

Amsterdam, s. 144)

Programmz iin ikinci tehlike, parack deneyleriyle parack kuramlararasndaki boanmadr. Bu boanma belki de QCD ile balad. Aslnda QCDnkleonlarn ve nkleer kuvvetlerin kuark yapsn ilgilendiren ve doru olduunusandmz bir kuramdr. QCDyalnzca bir kuram deil, ayn zamanda zgn birkuramdr. QCD, ilkesel olarak, bugnk olanaklarla eriebildiimiz erkedzeylerinde nkleer fizik ve parack fiziinin ou sorunlarna tanmlama veaklama getirebilen bir programdr... Bu program hemen hemen kesinlikledorudur. Tehlikenin QCDden kaynaklanacan sanmyorum. QCD deneylekuram arasnda bir boanmaya neden olmad. Tam tersine, deneyle kuramarasnda iyi bir ibirlii salad. Ancak, ektii tohumlar baka alanlarda iek at.QCD, klk (elegance) ve zgnln, gerein lei olduklarna ilikin inanckrklemitir. Bu leklere ben de inanyorum; ancak, bunlarn deneylerleglendirilmesi gerekir. Lord Kelvinin aadaki deyiine katlyorum:

Eer szn ettiin eyi lebiliyor ve saylarla anlatabiliyorsan, onailikin bireyler biliyorsun demektir. Eer onu saylarla anlatamyorsan,bildiklerin doyurucu deildir. Bu bilginin balangc olabilir, ancakdncelerinde bilimsel bir aama kazandn sylenemez.

Salt bu lei dikkate alsak bile QCDnin bilim olduunusyleyebiliriz. Peki ayn eyi spersicim ve benzeri kuramlar iin syleyebilir

miyiz? Spersicimkuram, hibir zaman eriemeyeceimiz Planck ktlesine yaknerke aralklarnda yeralmaktadr. Kendi balamnda zgn bir kuram. Sonlu vekendi iinde tutarl da diyebiliriz. Laboratuvarda gzlenen dk erkelerde ortayakan olaylar aklar grnyor; ancak, aklayabildiini kantlamak olduka zor.lkesel olarak, hangi paracklarn varolacan ngrebiliyor. Yine ilkesel olarak


22/150

19

ayarlanabilir parametre saysn sfra indirebiliyor. Ancak, uygulamada,

kantlanabilir herhangi bir ngrde bulunamyor ve nmzdeki on yllar iindebir ngrde bulunabileceini de sanmyorum. Sicim kuramyla ilgilenenler artkkuramn i uyumu zerine younlam durumda. Ancak...klk, zgnlk ve

gzelliin gerei betimleyebileceini savunabilir miyiz? Matematik, deneyinyerini alabilir mi? deneylerin tesine gidebilir mi? Sicim kuramclar ne yazkk kideneyleri gereksiz buluyor... Karanlk alardan bu yana ilk kez, bilimin yerineinancn gemesi srecine tank oluyoruz. Spersicimkuram, gelecekteki konumu,Ortaa din adamlarnn konumuna denk olacak olan lahiyat rencilerinin birura alan olacaktr. Bu asil aratrma abamz belki sona erecek ve belki debilimin yerine inancn gemesine tank olacaz (ayn kaynak, s. 146)

Sicim kuramlarnn metafizik doasna ilikin birka sz de Steven

Weinbergden; Weinbergin yazsna girii de olduka ilgin:

Herhangi bir konunun tarihini incelerken, izlenmesi gereken en yararlyaklam ztlarn savamn dikkate alan yaklamdr. Bu, ister devrimle kar devrim; Hristiyanlkla Mslmanlk veya Guelf ile Ghibbeline gibisinden ztlarnsavamnn tarihi olsun. Bizim ilgi alanmzda da, iki deiik dnya grarasndaki savam, son 100 yln olmasa bile en azndan son 50 yln tarihinedamgasn vurdu:paracklardanoluan evren ve alanlardanoluan evren

1960l yllarn sonlaryla 1970li yllarn balar arasndaki dneme geridnp baktmzda, sicim kuramlarna, deneylerden en kk bir destek

gelmemesine karn ne denli byk aba akttmz gryorum. Aslnda, sicimkuramlarna eklenen baz zelliklerin, deneylerle dorulanmamas bir yana,deneylerle aka elitiine tank olduk. Bu zelliklerden biri ktlesizparacklardr. Kuramn dayand temelleri anmsarsak, bunlar, kuvvetlietkileim gsteren ktlesiz paracklar olarak varsaylmt. Bunlarn bugne dekgzlenmiolmalar gerekirdi . (ayn kaynak, s. 231)

Sicim kuram, S - matris kuramndan ortaya kmtr. Ancak hem S -matrishem de kuantum alan kuramnn baz zelliklerini tamaktadr. Uzmanlarsicimkuramnn gerekte ne olduunu henz anlamdeiller. Bu nedenle, kuramrenmek son derece g. Kuram renmek iin gerekli olan bilgilerin nelerolaca konusunda ortak gre sahip iki kii bulmak zor. (ayn kaynak s. 234)

Sorulmas gereken sorular unlar: sicimkuramlarn dikkate almamak veonlarn gndemden inmesini beklemek doru bir davranm? Bir kuramc iinbu soru u biime dnyor: automorphic ilevleri, Riemann yzeylerini,Virasoro cebirinirenmek gerekiyor mu? yoksa biraz daha bekleyip, kuramsal


23/150

20

fizikte ortaya kacak olan yeni akma m kaplsam? Deneysel fiziki iinse ayn

soru: bu kuramlar snamay dnmeye balasam m; buna aba aktmaya deermi? biimine dnyor.

Bu sorular yantlamaya balarken unu hemen belirtmeliyim ki,deneylerden sicim kuramna en kk bir dorulama gelmemitir...Fizikilerbugne dek, bu denli mkemmel matematik yaratamamlardr; buna karn,deneylerden en kk bir destek yok. Tpk sper bakklk ve Kaluza - Kleinkuramlar gibi sicim kuramlar da henz oturmu deil; bu nedenle deneylerkarsnda snanabilecek kesin ngrlerde bulunamyorlar. (ayn kaynak s. 236)

...Evet, belki ilerki yllarda sicim kuramlarnn canlanacana tankolacaz ancak ben de o zaman, sicimkuramlarnn can cehenneme diyeceim.

(ayn kaynak, s. 239)

Aadaki satrlardan balayp, YAAM balkl alt blme dek olan satrlar,Isabella Stengers & Ilya Prigoginein Order Out of Chaos adl kitabnn ilgiliblmlerinin evirisidir. Kitabn tmnn vermeye alt iletiyi yitirmemesinezen gstererek yalnzca nemli ve konuyla ilgili olduunu dndmblmleri aktaryorum. Zaman zaman araya girip aklamalarda bulunmazgrlm de sakl tutuyorum!

YEN LE ESK

Doaya bak amzda kkl bir deiim sregelmektedir. Yeni bakamzda, eitlilik, zaman, vekarmaklk kendini en ok duyumsatan etmenlerolarak ortaya kyor. Makine a ve Newton mekaniinin bir dizi kavramlaryerini Yksek Teknoloji ann ve kuantum mekaniinin kavramlarnabrakyor: kararllk kararszla, dzen dzensizlie, dorusallk dorusalolmayan ilikilere, zamanszlk da zaman bamllna yol veriyor. Yeni birbilimin mayaland ortada! Bilimdeki bu devrim, Alvin Tofflerin deyimiyle,paralanmakta olan Makine ann barndan ykselen Yksek Teknolojiann yaratt devrime kouttur. Bir nceki an karekteristii, eyleriparalarna ayrmakt; ayrlan paralarn yeniden biraraya getirilerek resmintamamlanmas ilemi unutuldu. Bu grevi, bugnk devrim stlenmidurumda:

Fizikle Dirimbilim (biyoloji), ansla Zorunluluk, Bilimle nsan Deerleri yepyenibir at altnda yeniden biraraya getiriliyor.

Bilim dnyasn termodinamik balamda tanmlanan ak bir dizgeyebenzetebiliriz. Bu dizge kendi dndaki dnyayla etkileim iindedir. Bilgi ak


24/150

21

karlkldr. Bilim dnyas, ekonomi, politik ve sosyal alanlardan dnce ve

kavramlar ald gibi bu alanlara da bilgi aktr. zellikle amzda gzlenentoplumsal alkantlar, kararszlklar ve karmaalar bilim dnyasnda da kararsz,denge durumundan uzak ve kaotik dizgeler zerine olan almalarhzlandrmtr.

Klasik bilimin (Newton mekanii) onanmas, Batda fabrikatoplumunun ykseliiyle ezamanldr. Makine ann ideologlar, tm evreni birmakine gibi gren bilimsel kuramlar byk bir cokuyla kucaklad: lkkoullarn salkl bir biimde belirleyebildiimiz herhangi bir dizgenin hemgeleceini ngrebilir hem de gemiini ardgrebiliriz, dedi Laplace. Byleceoluturulan evren gr basit tekdze, mekanik ve huzur doluydu; belirsizlie,ansa bu dnyada yer yoktu! Newtoncu dnya gr, bilimin gelime yn ve

biimini ekillendirmekle kalmad, tohumlarn dier alanlara da sat. Saat gibiaksamadan alan ama zamandan bamsz(!) olan bu dengedeki dizgeler, olaydardan izleyen bir gzlemcinin belirledii evrensel yasalarla aklanabilirdi.

Ancak, 19. yzyln balarnda doludizgin gelimeye balayantermodinamik, zaman kullanmayan mekanik gr zor duruma sokmaya balad.Termodinamik, eer evren gerekten bir makineyse, bu makine giderekyavalyor; makinenin yararl erkesi szyor gibisinden bir saptamada bulunuyorve zamana yeni bir anlam biiyordu.

Bu gelimenin ardndan tarih sahnesineDarwinkt. Evren boyutlarndabozulmaya doru olan genel eilimin dirimsel dizgelerde geerli olmadn, tamtersine, karmaadan dzene doru bir gelimenin gzlendiini savunmaya balad.Dirimbilim alannda canlanan zaman kavram, termodinamik alandakiyleeliiyordu! Zaman kavram bilim dnyasn ikiye bld: yalnzca kapaldizgelere (eer gerek yaamda byle bir ey varsa!) uygulanabilen dinamikyasalar zamann tersinir olduunu savunurken, evrenin dier tm dizgelerineuygulanan termodinamik yasalar da zamann tersinemezolduunu savunuyordu.Ancak bilimdeki yarlma bu denli basit deildi! Zamann tersinemez olduunusavunanlar da kendi iinde ikiye yarld: ktmserleriin zaman oku nun yndzenden karmaaya; iyimserleriin de karmaadan dzene doruydu.

Zaman aykrkansna (paradoks) zm nerisi lya Prigogineden

geliyordu. zellikle dirimsel ve toplumsal dizgeler ak olduundan mekanikyasalarla aklanamazlar. Bu yndeki bir aba baarszlkla sonulanacaktr.Kapal dizgeler iin geerli olan bir yasay ak dizgelere uygulama abas,

IQ testinde, prizmatik bir takozu silindirik bir delie sokmaya alan ocuunabasna benzetilebilir. IQ testinin yksek kabilmesi iin, silindirik, prizmatik


25/150

22

ve konik takozlar srasyla, silindirik, prizmatik ve konik deliklere

yerletirilmelidir. Prigogine dizgeleri, 1) Denge durumunda; 2) Dengedurumuna yakn ve 3) Denge durumundan uzak olmak zere snfaayryor. Snflamann nicel ltne ilerde deineceiz. Prigoginci dnceyegre dizgeler srekli alkant durumunda olan alt dizgelerden oluur. Dizgeyesrekli olarak zdek, erke ve bilgi akmaktadr. Belli bir zamanda tek bir alkantveya bunlarn uygun bir birleimi dizgeyi denge durumundan hzla uzaklatrpsapak noktasna (bifurcation) getirebilir. Dizgenin bu noktaya gelii zorunludur.Ancak bu noktadan sonra karmaaya m yoksa bir st dzeyde dzene migeeceini ans belirleyecektir.

Ksacas, Prigogine modelinde, ya tersinir ya da tersinemez veya yakarmaadan dzene ya da dzenden karmaaya, vb gibisinden yalnzca bir

seenei yeleme durumu yok. Bu seenekler, birbirini tamamen dlayanuzlamaz ztlar deil. Denge durumundan uzak dizgelerde sregelen dorusalolmayan sreleri ve karmak yapya sahip destekleyici sreleri (bunlarabilgisayar balamnda pozitif geribesleme (feedback), kimyada da otokatalizdenir) dikkate alrsak Fizik, Dirimbilim ve Toplumsal bilimlerdeki sreleribirletirebilme olaslmz douyor.

lya Prigogine ve arkadalarnn nerisi, tersinir zamanla tersinir olmayanzaman, dzenle karmaay, Fizikle Dirimbilimi, ansla zorunluluu tek ve yenibir erevede ilemektir. Bu erevede insan usuna, usa vurma ve zgr istence(irade) de yer vardr. Tm bu gelimeler, yaklak 300 yl nce balam olanklasik bilimi sorgulayan yeni bir srecin baladn mutuluyor.

Ancak bugn incelemeden nce, klasik fizii ve onun dncedokumuzdaki yerini inceleyelim. Bugn olduu gibi o dnemde de insanlnbilinaltndaki beklenti, denge, dzen, barvedinginlikti. Bu beklenti bize eskievrenbilim ve din retilerinden kalan bir mirastr. Gezegenimizi bir koza gibisaran atmosfer dna baktmzda, ki bu bak (son zamanlara dek) yalnzcaoptik blgeye duyarl gzlerimiz ve optik teleskoplarmzla oluyor, hereyindengede, sakin hatta l olduunu gryoruz. Eer gzlerimiz radyo, X ve nlarna da duyarl olsayd evrenin ne denli kararsz, patlamal ve kaotikolduunu grecek ve bambaka bir bilim gelitirmi olacaktk. Bugn artkyksek ve dk erkelerdeki sreleri alglayabilecek algalarmzla evrenin

kaotik yapsna tank olabiliyoruz.

Denge beklentimizi anlamak zor deil. nk, tanrlarn cenneti ve Yeribizim iin yarattn, geri kalan hereyin eylemsiz birer dekorasyondan baka bir


26/150

23

ey olmadn ileri sren dnceyi onamamzn zerinden ok gemedi. Bu

psikolojiyi yeni giydik. Prigoginee geri dnelim!

Newton 28 Nisan 1686 da Principia adl eserini Londra KraliyetTopluluuna sunduunda insanlk tarihinde yeni bir sayfa alyordu. Newtonkuram, devinimin temel kavramlar olan ktle, ivme ve eylemsizlik (atalet inertia) ak ve duru bir biimde tanmlanyordu. Bu yasalarn, bilime yapmolduu nicel katklarn yansra doa felsefesine yapt nitel katklar da oknemliydi. Newtoncular, ekim yasasnndoal bir yasa olduunu ve evrensel birnitelie sahip olduunu yayyorlard. an abas, gnein altndaki hereyibylesi evrensel yasalarla aklama ynnde geliiyordu. Kendiliinden gelien,denetimden uzak gelimelere ak kap braklmamalyd.Dengeve kararllkbirkural, onun da tesinde bir yasa olmalyd.

Ancak Newtonun bu k kltrel alkantlar da beraberinde getirdi.William Blake, Thomas Buttsa yazd 22 Kasm 1802 tarihli mektubundaNewtoncu dnya grne olan tepkisini u dizelerde sergiliyordu:

...May God us keepFrom single Vision and Newtons sleep !

Tanr bizi dar grllkten ve Newtonun dt uykudan korusun. Aslndaburada bir geree deinmeden geemeyiz. Newtoncular, zellikle Roger Cotes,Newton mekaniinin baarsna ok gveniyorlard. Newtonun tam tersini

dnmesine karn, Newtoncular, ekim kuramnn son aklama olduunu, onunzerinde baka bir aklamann olas olmadn savunuyorlard.

nsanlk, doann temel bir dzeyde basit ve kararl olduu saplantsnaBohrun atomun gezegen modeli ve Einsteinn Birleik Alan Kurambalamlarnda da kaplmt. Zaman getike evrensel yasalarn yalnzca kararldizgelerde geerli olduunu, dier yandan evrenin byk bir blmnde evrimin,kararszlklarn, basitlik yerine karmakln ve ok eitliliin sregeldiininayrdna vardk. Ayrca, temel doa yasalar dediimizeylergerekten temel mi?Zamann ilerlemesiyle Tanrnn yerine Doa, ilahi yasalar yerine doa yasalargemedi mi?

1927 ylnda Solvay Konferansnda Einstein ile Bohr arasnda geen oscak tartmalarn znde Kuantum kuram kapal m ak m? daha derin birdzeyde temel bir yasa arayalm m aramayalm m? seeneklerinin savamyatyordu. Havada uuan kilit szckler complete ve incomplete idi. Buszcklerin szlk anlamlarn vermek yerine olayn zn yanstmaya


27/150

24

almann daha nemli olduunu sanyorum. Solvayde geen tartmann znde

temel kuram ve yasalar bulma saplants, yani son bilgi saplants yatyordu. Buaba mutlakolan bulma abasyd.

Klasik fizik, Genel Grelilik ve Kuantum kuramlarnn ortak yan,bulduklar zamansz yasalardr. Newton yasalar, Genel Grelilik yasalar veKuantum yasalar statiktir, zaman deiiminden baktr. Bu kuramlarda zaman,paracn yrngesi zerindeki bir noktann uzay konsaylarn (koordinatlarn)bulmada kullanlan bir parametredir. Dengeyi, zamanszl ve dzeni ok amaok seviyoruz! Karmaay sevmiyoruz;oysa karmaadan da dzen doabiliyor.

Deiikliklerin, dnmlerin sregeldii srelerin ardnda gizlenmiolan ilahi veya doal yasalar arama isteimizin kkenleri Lucretius ve onun

hocalar olan Democritus ve Epicuruse dek uzanr. Bu aratrmann amac,kukusuz, insanl doa sreleri karsndaki anlamsz korkularndanarndrmak, tapt tanrlarn saysn azaltmakt. Ancak programn sonular hide ngrld gibi olmad: doa bir robot, otomatik bir makine gibi algland.Bu, bir yandan doann aalanmas dier yandan da insann doayayabanclamas anlamna geliyordu.

Gnmzde termodinamik, molekler biyoloji ve kimya alanlarndabalayp bilimin dier dallarna hzla yaylan bilimsel devrim, insana ve doayailikin bilgiler arasnda bir uyum salamaya balamtr. Bu uyumun ana leti(kriteri) deneydir. Deneyler, insann doayla yeni ve zgn trden bir iletiimsalamasna yardmc olur. Doa, insann deneysel sorgulamasna yantvermektedir. zellikle evrenbilim, kuramsal fizik, parack fizii gibi alanlardadoaya dar ceketler giydirme, sylemek istediimiz eyleri doaya syletmeabalar srmektedir. Bilimsel almalarn monolog olmad unutulmugrnyor!

Termodinamiin yeniden kavramsallatrlmas, molekler dirimbilim-deki ve kimyadaki son gelimeler, klasik fiziin dnce dokumuza iledii,...belli bir dzeyde evren basit ve tersinir temel yasalarla almaktadrdncesine kkten kar kmakta ve bu grn kaba bir basitletirme olduunusavunmaktadr. Parmenidesden balayp Spinoza ve Einsteina dek uzanandnemde belli bir felsefenin savunduu gr, zaman, bir yanlsama (illusion)

olarak sunmakta, bilimsel uslamlamann yalnzca lmsz temel yasalarcaanlatlabileceine inanmaktadr. Evrenin genilemesi (bu gre kar ciddi birkar duruumun olmasna karn, duraan, determinist felsefeyi zayflatmaabasnda kullanabilirim ERP), temel paracklardan ounun kararszoluu vez rgtlenmenin temelinde tersinemez srelerin yatyor olmasnn bulunmas


28/150

25

yeni bilimsel devrimin eskisi zerindeki utkusunu onaylyor. Ya A... ya B

biiminde seme alkanlmz bizi, zgn olanla evrenselolan; soyutile somut;durmakszn devinen ile durgun; i ile d; nicelik ile nitelik; kltre bamlilkeler ile zamansz ilkelerarasnda bir seim yapmaya zorlad. Bilimin insanideerlerden kopuunun temelinde bu seme zorunluluu yatyor. Fourierninformle ettii s yaylmas, klasik dinamikte, deil szn etmek, dnlmesibile olas olmayan tersinemez sreleri gndeme getirdi. Fourier, s aksscaklk gradyentiyle orantldr biiminde son derece basit bir yasayduyuruyordu. Daha sonra, tersinir srelerle tersinemez sreleri ayrmakamacyla entropi kavram gelitirildi. Ancak seme alkanlmz var ya!Tersinemez sreleri, dert kayna, tedirginlik ve zerinde almaya demezkonular olarak niteledik. Oysa ki ayn dnemde, yani devrimler yzyl olarakanlan 19. yzylda, dirimbilim, yerbilim ve toplumbilimde tersinemez srelere

tank oluyorduk.

Fourier yasas evrensel bir zellie sahipti, ancak s iletkenliini,Newton yasalarnda tanmn bulan dinamik etkileimlere bavurmaksznaklayabiliyordu. Yeni bir bilim dal domutu. Pozitivist August Comte, bilimi,snflara ayrd. ki evrensel yasa olan s ve ekim yasalar, birbirinin ztt yasalarolarak tanmland: ekim, kendisine uslu bir biimde baeen eylemsiz ktlezerine etkide bulunur. Ktle bu etkiyi, yalnzca kazand devinim biimindeduyumsar. Is ise zdei dntrr, zdekdeki erke durumlarnn deiikliinisaptar ve zdein znde deiikliklere neden olur. Bu bulgu, bir ldeNewtonun uykusuna dmek istemeyen kimyaclarn haklln gsteriyordu.Fouriernin s yasas, zdein uzay zaman iindeki eylemsiz devinimiyle,kendine zg etkinlii arasndaki ayrm n plana karyordu. Bu ayrm, bilimlerisnflandrmada bir lek olarak kullanld. Pozitivist Comte,tm bilimleri, dengeadn verdii ortak bir dzen altnda snflad: ekim kuvvetleri arasndakimekanikdengenin yansra ssaldenge kavram sunuldu.

Termodinamik balamda ortaya kan s yaylmas yasas ve pozitivistdncenin gelitirdii ssal denge kavram, evrenbilimde speklasyonenflasyonu yaratt! Termodinamiin II. yasasnn her leklerde geerli olduuvarsaym, evrenin gemite fiziksel olarak olas olmayan bir durumdabulunacave kanlmaz olarak gizli, doast glerin mdahalesi gerekliliini dayatt. II.yasann babas olan Clausius, evrenin s lmne gitmekte olduunu savundu.

Evrenin, sonsuz klid uzayn dolduran gk cisimlerinden olutuu, yereldzensizlikleri, genileme veya kmeyi dikkate almazsak, sabit bir oylum(hacm) ve sabit i erkeye sahip bir dizge olarak dnlebilecei sanld. Sabitoylum ve i erkeye sahip bir dizgedeki tersinemez sreler dizgeyi kanlmazolarak s lmne gtrecekti. Denge durumuna erien evren sonsuza dek bu


29/150

26

durumda kalacakt. Termodinamik denge tanmna gre, basn ve scaklk

dizgenin her noktasnda ayndr. Bu durum ekirdek tepkimelerinin sonudemektir. Bu durumda canl organizmalar da olmayacaktr. Evrenin, organikyaam destekleyemeyecei anlamna gelen bu durum, Clausiusun nl slmdr.

Sorun salt termodinamik veya evrenbilim balamnda kalsayd frtnalarkopmayabilirdi. Frtnalar koptu! nk sorun, insan bilinci, insan ruhugibisinden nazik konulara da srad. Ruhun ancak zdekle birlikte varolacadoktrinine inananlar iin s lm bilinli gerein de sonsuza dek ortadankalkaca anlamna geliyordu. Bu sonu, bilincin yalnzca canl organizmalardaortaya ktn savunan griin de olumsuzluk yaratyordu. Yukarda sznettiimiz prizmatik takozlarla silindirik delikleri anmsatarak ok nemli

olduunu dndm entropi kavram ve kimlere neler sylettiine deinmekistiyorum.

Boltzmann, bu kmazdan kurtulabilmek iin bir neride bulundu: istatistiksel mekanie gre, termodinamik denge gibisinden son durumda bilealkantlar (fluctuations)oluabilir. Eer bu alkantlar yeterince byk genliklive yeterince geni bir zaman aral ve uzay blgesine yaylm olarak ortayakarsa, organik yaam iin koullar yeniden yaratlabilir. Boltzmannnalkant savnn geerli olmad Von Weizsacker (1939), Bronstein ve Landau(1933) ve Bchel (1960) tarafndan gsterildi. Bu gelimeler, occultistler iinverimli topraklar yaratt; evrenin fiziksel olarak imkansz durumu olan BykPatlama annda devreye gizli, doast glerini sokabilirlerdi. Herman Zanstra,...mikro fizik ve mikromekanik yasalar zamana yelenmi bir yn bimezler;dier bir deyile, bu yasalar (parack devinim eitlii, Maxwell eitlikleri,kuantum dalga mekanii eitlikleri)dt= - dt dnm sonucunda deimezler.

Ancak biz bu gln stesinden gelebiliyoruz; nk, evrenin balangcndaerke ynnden zengin,gizli bir mdahalenin olduunu varsayyoruz. (Vistas in

Astronomy, Vol. 10, s.34, Pergamon Press, Oxford, 1968). Zanstra, Amsterdamniversitesinde emeritsAstronomi Profesryken ad geen kaynaa iki ilginyaz veriyor. Birinin bal: Is Religion Refuted by Physics or Astronomy?Sorunun yantn yaznn zetinde yle veriyor: Galileo zamannda din,gkbilime kar dmanca bir tavr iindeydi nk onu tehlike olarak gryordu.ada gkbilim ve Genel Grelilik din yararna gl savlar ve hatta

grnmeyen dnyalarn varlna ilikin inandrc savlar sunmaktadr. Zanstra,birinci yazsndaki occultistgrlerini, Thermodynamics, Statistical Mechanicsand the Universe adl ikinci yazsna tayor: Termodinamik bulgular bizi

fiziksel olarak olas olmayan sonulara gtrr. Olas olmayan bu sonular,ancak, herhangi bir organizmayla ilikisi olmayan ruhlarn, fiziksel olmayan


30/150

27

mdahaleleriyle ortadan kaldrabiliriz. Ayn yaznn sonu blmndeyse,

Termodinamiin iaret ettii zaman ynnde, byk Liderlerin veya tek birbyk Liderin imzas bulunmaktadr. Evreni balatan bu Lider, zaman soldansaa doru yazd. Herhangi bir fani yaratk iin ters ynde yazmak ne olasdr nede byle bir abaya girmesini salk veririz.

Clausius, Boltzmann veya Zanstra gibi dnrsek, yani evreninkanlmaz olarak s lmne gittiini onarsak, zaman oku, evrenin en olasdurumuna doru yn kazanr. Bu saptamann altnda gizli bir varsaymyatmaktadr: evrenin hemen hemen denge durumunda olduu varsaym! Buvarsaym ne fiziksel ne de felsefi anlamda hakl gsterilebilir. Eer erke sac

yaplar dikkate alrsak (ki bu tr yaplarn evrendeki tm yaplarn %99 unuoluturduunu rahatlkla savunabiliriz) zaman okunun yn karmaadan dzene

doru dnecektir. Bugn, zamann gerek ynnn z rgtlenmeye doruolduunu kantlayan birok alma program vardr. Fiziin zamanszlnnsaaltmn (tedavisini) yapmaya ynelik almalardan biri Einstein ile gelmiti.Einsteinn yerel zaman bu ynde atlmbir admd. Ancak yerel zaman tersinirolma zelliini tayordu. Bunun yansra, k hznn bolukta sabit ve en bykhz olduu hipotezi zaman uzaysallatryor, fizii ve evreni statikletiriyor,Parmenides ve Spinozay hortlatyor, deiiklii bir yanlsama olarak gryordu.Gerek yaamdaysa tersi olur, uzay zamansalboyutlar kazanr. 1966 ylnda ilkkez grdm gzelim stanbul ile, son kez 1995de grdm arpk metropolayneylerdeil!

Bugn bilimde gzlenen bu yeni gelimelerin gecikmilik nedenini lyaPrigogine ve Isabelle Stengers, Order Out of Chaos adl kitaplarnda yle dilegetiriyorlar: Zamann yeniden kefinin kkleri hem bilimin kendi tarihinde hemde bilimin bugnk toplumsal yerinde yatmaktadr...titreen kimyasal tepkimelergibisinden birok sonularn bulgusu yllar nce de yaplabilirdi. Ancak, dengedurumunda olmayan bu dizgeler zerine yaplan almalar, o yllarn kltrel veideolojik balamnda engellendi.Bugn benzer bir engelleme, Halton C. Arpnkuazarlar zerine yapt almalarda gzleniyor. Kuazarlarn sanld gibi okuzak cisimler olmad ve sergiledikleri krmzya kaymann kozmolojik (uzayngenilemesinden kaynaklanan kayma) olmadn gsteren Arpn elinden,Palomar Gzlemevinde sahip olduu gzlem zaman alnm, almalaristatistiksel olarak zayf olarak nitelendirilmi ve Byk Patlamaya at

onmaz yaralar gzlerden karlmaya allmtr. an banazl kendini,kukusuz, bilim alannda da gsterecektir. Prigoginee geri dnyorum.

YENBLM


31/150

28

Nature and Natures laws lay hid in night:

God said, let Newton be! and all was light

Alexander Pope

Doa ve doa yasalar gecenin karanlna gizlenmiti. Bunun zerine Tanr,Newtonu yaratalm dedi!... Ve Newtonla birlikte herey aydnla kavutu(ERP)

Alexander Pope, kendisine ait olan yukardaki dizelerin, 1727 ylndalen Newtonun mezar tana yazlmasn nermiti. Newton, Pope ve birokkiinin gznde bir eit peygamberdi; bir dizi yasay gn na karm,insanl aydnla kavuturmutu. 19. yzyln afa skyor ve

gndoumundan Newton ykseliyordu. Sergiledii doa yasalarnn yceliininyansra bakalarna sylettikleri de devasa boyutlara kyordu. Kullandbilimsel yntemi yorumlayanlar birbirleriyle elikili sonulara ulayordu.Kimine gre bu yntem, anlatmn matematikte bulan nicel deney yntemiydi. Buyorumu yapanlar, kimyasal tepkimelerde denge kavramn dizgeli (sistemli) birbiimde kullanan Lavoisieri de kimyann Newtonu olarak gryordu. Bir bakagruba greyse Newton, zgn bir gerei dierlerinden yaltyor ve bu gereitemel alarak dier olaylarn tmdengelimsel karmn yapyordu. Bu adanbakldnda Newtonun dehas, Onun pragmatizminde yatyordu. Newton, ekimdenen eyi aklama abasna girmedi; ekimibir gerek olarak ald, yasalarnbu gerek zerine oturttu. Burada elde edilen baar zerine yntembilimciler,dier alma alanlarnda da benzer bir yntemin onanmasn nerdiler.Newtonun bu otoriter yntemi tp alanna srad. Yaam kuvveti (vital force)kavram yeniden canlandrld. Bu kuvvetin bir gerek olduu onanacak veorganik yaama, dizgeli, tutarl bir aklama getirilmeye allacakt. Kimyadalndaysa, zgn bir kimyasal etkileim kuvveti olduu sanlan affinitygndeme geldi. Affinity kavram, baz kimyasal elementlerin bir baka grupelementle birleme eilimindeolduu inancn yanstyordu.

Bu arada baz gerek Newtoncular (Bu grup Newtonun kendisini deieriyordu) bilim dallarnn hemen hemen hepsinde ortaya kan kuvvetlereitlemesine kar kyor, vurgunun kuvvetlerden ok yasann evrenselliine veaklayc gcne yneltilmesini savunuyorlard. Ancak i iten gemiti. Bilim

alannda her ey, ama her ey Newtoncu kavramlar cinsinden aklanmayaallyordu. burada da kalmam, doal dzenin yansra, tinsel (moral),toplumsal ve politik dzen de dengecinsinden aklanabiliyordu. PozitivistleriinNewtonculuk, yntemin baars; ortodoks fizikiler iin matematiin ynettiimekanik dnya gr, romantik filozoflar iinse, doal kuvvetlerin etkisi ve en


32/150

29

gzel valslerin eliinde dans eden bir evren modeliydi. Ksacas, Newtoncu

evren grnn baskn olduu a, klasik bilimin altn ayd.

Ancak bugn bu altn a sona ermitir; onunla birlikte, doayla olaniletiimimize iyi bir temel oluturduuna inandmz Newtoncu saduyu da sonaermitir. Newtoncu evren gr sona ermiolmasna karn, bilimin nne ataratrma alanlar asndan ele alndnda, bu grn utkusunun srdne,ancak yine de yeni bir bilim ve doa anlaynn tarih sahnesine knengelleyemediine inanmaktaym.

Bu arada zel olarak Newtoncu saduyuya ve genel olarak bilime kareletiriler yneltilmektedir. Martin Heidegger, Arthur Koestler ve AlexanderKoyre, bu eletirilerin son yllardaki nde gelen isimleridir. Ad geen

eletirmenlerin grlerine bu balamda deinmeyeceiz. Ancak bugn, bilimingereki olduunu savunan kesimle, bilimin usa gelebilecek her eyiretebileceini savunan kesimler arasnda ok duyarl bir denge bulunmaktadr.Gnmzde denge, mistisizmin canlandrlmasndan yana bozulmaktadr; istermedyayisterse bilim alannn kendisini aln, mistisizminzellikle evrenbilimcilerarasnda canlandna tank olacaksnz. Baz fiziki ve popler bilim yazarlar(rnein Paul Davies) parapisikoloji ile kuantum fizii arasnda gizemli birilikinin olduuna iaret etmektedirler. Burada devreye giriyorum!

Mayalanmakta olan yeni bilim, zellikle parack fizii ve evrenbilimdeortaya kan ve mantktan ok by alanna daha yakn olan nesnelerle(Macholar, WIMPler, sicimler, baryonik olmayan karanlk zdek trleri, Higgsalanlar,vb) uramyor. Yeni bilim varlklardan ok srelerle ilgileniyor. lyaPrigoginein tanmlamasyla, Yeni bilimin temel abalar, kuramla uygulamann;evreni ekillendirme isteiyle evreni anlama isteinin birlikteliini salamaktr.Bunun gerekleebilmesi iin, deney ve gzlemcilerin inancnn tersine yalnzcagzlenen gereklere bakmak yeterli deildir. Unutulmamaldr ki, birok alanda,rnein mekanik devinimin tanmnda, deneysel gereklerle en rahat ilikikurabilen dnce biimi Aristo fiziiydi! Yeni bilim, doayla deneysel temeldebir iletiim yolu bulmutur. Bu iletiimde edilgen gzlemler yerine etkin deneylervardr. Yaplmas gereken ey, fiziksel gerei beceriyle ele alp incelemek,kuramsal tanmmza olabildiince yakn dnceye dek gzlemektir

Klasik bilim ann hemen hemen her aamasnda gzlenen bilimseluygulama - metafizik inan elemesinin yeni bilime bulamamas iin stn biraba harcanmaktadr. Laplace veya Maxwellin demonu, ya da Einsteinn tanrsgibisinden sonsuz bilgiye sahip varlklar bilim alanndan dlanyor. Demonveya Tanr klasik ada bilimsel usa vurma srecinde nemli rol oynad. Bu


33/150

30

varlklar, o dnemin fizikilerinin, ekstrapolasyonlarn nereye dek

uzatabileceklerinin bir gstergesi olarak karmza kt. Yeni bilim, doannbilimsel betimlemesiyle doann sorgulanmasnda kullanlan etkinlikleribirbirinden ayr tutmad iin Demon veya Tanr gibisinden varlklaragereksinim duymadn savunuyor.

lya Prigoginee gre, Klasik bilimin, edilgen evrene ilikin mitolojikaklamalar gemite kalmtr; bu bilimin lm, filozoflarn eletirisi veyadeneysel gzlemsel bilimcilerin abalarndan vazgemeleri sonucunda deil,bilimin i gelimesi sonucunda olmutur.

MEKANK DNYA GR

Galileo, Newton ve onlar izleyen bilim insanlarnn almalarndanmekanik bilimi domutur. Galileo, dikkatini ivmeli devinime younlatrm,tekdze devinim ve durgun durumun nedenlerinin aratrlmasnn gereksizolduunu dnmt. Onun iin nemli olan sorun, hzdaki deiiklik,devinimden durgun duruma, durgun durumdan devinime olan geiti. Newtonundevinim yasalar da, Kepler yasalar ile diferansiyel eitliklerin sentezi olarakyorumlanabilir. Newton, konum, hz ve ivme gibi kavramlar, matematikilerinsunduu sonsuz kk nicelikler kavramyla bir limit sorunu olarak zd. Birdinamik sorunu, anlatmn bir dizi diferansiyel eitlikler yardmyla bulur.

Diferansiyel eitlikler dinamik problemini belirlerken, bu eitliklerin

integrali de dinamik problemin zmn belirler. zm, zamann bir ileviolarak parack konumlarn, yani yrngeyi verir. Yrngeler de, dinamikdizgenin tam bir tanmna gtrr. Bu tanm iki eye, konum ve hzagnderiyapar. Konum ve hz belli bir andaki deerlerdir. Bu ana ilk an denir. Devinimeitlii, dizgeye dinamizm kazandran kuvvetlerle, bu kuvvetlerin etkisi altndaivmelenen dizgenin ivmesi arasndaki ilikiyi verir. lk andan balayarak integralialnan eitlikler, dizgeyi oluturan bileenlerin yrngelerini belirler.

Newton dinamiinin utkusu, ktleye sahip iki cisim arasndakietkileimin, ekimad verilen bir kuvvetle gerekletiine iaret etmesinde yatar.Ancak, herhangi iki ktle, evrendeki dier ktlelerin etkisinden bakkalamayacandan, iki cisimsorununun zm tamdeil,yaklaktr.

Yaklak zmn rn olan yrngelerin temel zellikleri, yasalarauygunluk, belirlenebilirlik (determinizm)vetersinirliktir. Bileen paracklarnyrngelerini belirlemek iin, devinim yasalarnn yansra, dizgenin herhangi birandaki durumunun da deneysel olarak belirlenmesi gerekir. Bu ilk durumdan yola


34/150

31

kan genel yasamz, zaman ilerledike, dizgemizin geirecei durumlar belirler.

Tpk mantksal bir nermede nclden (premises) yola karak bir sonucavardmz gibi. Dizgeye etki eden kuvvetleri ve dizgenin herhangi birdurumunubiliyorsak, dizgenin gemiini ve geleceini tamamen biliyoruz demektir.Dinamik adan tm durumlarbirbirine denktir: herbir durum dier durumlarn vebu durumlar birbirine balayan yrngenin hesaplanmasna izin verir. Bylecedizgenin hereyini biliyoruz demektir. Ancak...elde ettiimiz bir tariheninyansra olas sonsuz tarihe daha vardr. Eer dinamik bir dizgeyi denetlemegcmz varsa, dizgenin ilk durumunu dorulukla bilme olanamz vardr. Buadan baktmzda, dinamik yasalarn genelliiyle, ilk koullarn seime balolmasbirbiriyle uyumaktadr.

Tersinirlik kavramna gelince; dinamik dizgeyi tanmlayan devinim

eitliklerinin yaps, dizgeyi oluturan tm bileen noktalarn hz vektrlerini tamters yne evirdiimizde dizgenin zamanda geri gideceini ngrrr.Dinamikte, t -tvev-v dnmleri matematiksel olarak denktir.

Newton, tersinirlii salayan koulun esnek arpma, yanimomentumun korunduu arpma olduunun ayrdndayd. Newton mekaniindedoa, esnek arpmalarn sregeldii bir ortam olarak dlenmiti. Bu gr,atomcu felsefeye uymuyordu. Bu felsefede insan zgrd; doal ya da ilahi birdzenden gelecek dl veya ceza yoktu; evren tanrsz ve yasaszd. Kaotik, kuraltanmayan ve stokastik evren, Newton yasalarnda sakin ve ngrlebilir birevrene dnmt. dAlambert, Clairaut ve Lagrange gibi fiziki ve

matematikiler, Newton yasalarna uzun sre direndiler. 1747 ylnda Euler,Clairaut ve dAlambert, Newtonun yanlolduu sonucuna vardlar.

Bu ilk kar klardan sonra, kuantum mekaniinin kar k geldi.Atom ve atomalt boyutlarda Klasik fizik yetersiz kalyordu. Bugn evrenboyutlarna ktmzda klasik fiziin yerini relativistik fizik alyor. Newtonzamanndan gnmze dek geen sre iinde klasik fizik nemli deiikliklereurad. Bu deiiklikleri iki dnemde toplayabiliriz. Birinci dnem, kavramlarakla kavuturma ve genellemednemidir. inde yaadmz ikinci dnemse,ilk koullar, yrngeler gibisinden temel kavramlarn yeniden ele alnpdzeltildii dnemdir.

BugnHamilton ileviolarak anlan bir ilevle dinamik bir dizgenin tmzellikleri zetlenebilir. Tm diyoruz, nk, dinamikte bir dizge deiik bakalarna bal olarak deiik biimlerde incelenebilir. Deiken dnmdenilen deiikliklerle bir bakasndan dierine geebiliriz. Ancak hangi bak


35/150

32

asndan bakarsak bakalm, dinamiin tanmlad dizge statiktir, yani dizgenin

zaman deiimi yoktur!

Hamilton ilevi, H (q , p), dizgenin kinetik ve gizilg (potansiyel)erkeleri toplamdr. Burada qkonumu,pde momentumu simgeler. Dizgeye ilikindeneysel bilgilerimiz, dizgenin dinamiini tek bana tamamen tanmlayabilecek

Hamilton ilevi biimine indirgenmitir. Hamilton formlasyonu bilim tarihininen byk baarlarndan biridir. Bu ilev elektromanyetik kuramda ve kuantumkuramnda da yaygn olarak kullanlmaktadr; ancak, kuantum kuramnda H birilev deil ilemcidir (operator). Klasik mekanie dnecek olursak, Hamiltonilevinin trevleri yardmyla dizgenin konum ve momentumunun zaman deiimielde edilebilir. Kanonik eitlikler ad verilen bu eitlikler dizgenin dinamikdeiimindeki genel zellikleri ierir. Burada, doann matematikletirilmesi

abasnn utkusu yatmaktadr. Kanonik eitlikler tersinirzellie sahiptir: t- tdnm, matematiksel olarak v - v dnmne denktir.

qvepkanonik deikenlerini yalnzca momentuma bal olacak biimdeseersek, Hamilton ilevi, dizgenin kinetik erkesini tanmlayan eitlieindirgenmi olur. Bu durumda momentum, devinim sabiti olur; tpk zgrparack durumunda olduu gibi. Dikkat edilirse, normal dizgeden zgr

paracageerken, etkileimi ortadan kaldrdk! Bylesi bir deiikliin olasolduu dizgelere, btnletirilebilir dizgeler (integrable systems) denir. Bu trdizgelere bu balamda ksaca bddiyeceiz. bd, birimlerden oluan, herbiri kendiyalnzlnda deien, dier birimlerle etkileime girmeyen bir kme olarak temsil

edilebilir.

Burada, doann statik bir ereveye sokulma abasna tank oluyoruz!Dizgenin dinamii sorunsaln inceleyen denklemlerimizdeki deikenleri uygunbir biimde dntrerek, bileenler arasndaki etkileimi tamamen ortadankaldryoruz. zgr paracklara indirgenebilir olan bd in, dinamik dizgelerin enbasiti olduuna inanld. Daha sonra, bir dizi fiziki ve matematiki, bileenlerarasndaki etkileimi ortadan kaldracak olan uygun deiken arama programnagirdi. zerinde en ok aba harcanan sorun da cisim sorunu idi. Hem Yerhem de Gneten etkilenen Ayn devinimi, cisim sorununa tipik birrnektir. Bu bileenden oluan dizgeyi bir bdye indirgeme abalar saysz kezyinelendi ancak olumlu bir sonu elde edilemedi. 19. yzyln sonlarna doru,

Bruns ve Poincare cisim sorununun zmnn olmadn gsterdiler. Bubulgu, dinamik dizgelerin izomorfik olmadn gsterir. lk ileri srldnde bubulgunun iaret ettii gerekler yeterince anlalamad. Aslnda Bruns vePoincarein bulgusu, dinamik dizgelerin bd e indirgenebilecei inancnn lm


36/150

33

anlamna geliyordu. Evrim geiren, ok ynl etkileimlere giren doa, kendisinin

evrenselletirilmesine,zamanszlatrlmasna direniyordu.

ENDSTRAI BLM

Endstri a s makinesi zerine kuruldu. Yanma s retir; s oylumunbymesine neden olur, sonuta i retilir. Ksacas ate, yeni trden birmakinenin, buhar makinesinin ortaya kmasna neden oldu. ngilteredegelitirilen buhar makinesi tm dnyaya hzla yayld. Isnn mekanik etkilerizerine younlaan bilim, termodinamiin douunu mutulad. Yeni bilimalannn ilgi oda, snn doas deil, snn mekanik erke retme olaslklaryd.

1811 ylnda Baron JeanJoseph Fourier, s aksnn scaklk

gradyentiyle orantl olduunu duyurdu. Ancak tuhaf olan bir ey vard!Fouriernin evrensel doaya sahip yasas, Newton yasalarnda tanmn bulandinamik etkileimleri hi kullanmyordu! Bu gelime, yeni bir bilim dalnndouunu mutuluyordu. Fourier, s yasasn formle ettii sralarda Avrupabilimi, Laplacen programnn etkisi altndayd. Dinamik etkileimlerdenbamsz olduunu duyuran s yasas, Laplace, Lagrange ve yandalarnntepkisini toplad. Laplacen program, utkusunun doruk noktasndayken ilkdarbeyi yemi, gerilemek zorunda kalmt.

Daha nce de deindiimiz gibi, Fouriernin s yasas, Laplacendnn gereklemesini engellemi ama pozitivist gre yeni bir snflama

olana sunmutu. August Comte, s ve ekim yasalarnn, fizikte birlikte varolanve uzlamaz elikili iki evrensel yasa olduunu duyuruyordu. Mekanik dengeninyanna bir de s dengesi ekleniyordu.

Laplace programnn baarszl, bilgi alanlarnn birletirilme abasnngilterede sekteye uratmyor ancak tersinemez srelere olan ilgiyi arttryordu.nce mhendislik alannda s salmas gndeme geldi. Bunun zerine, siletkenlii, tersinemez srelerin doasn aratran bilimin balang noktasnoluturdu. Dizgeyi tanmlayan parametreler dinamikte konum ve momentum,Termodinamikte de, scaklk, basn, kimyasal bileim ve oylumdur.Termodinamik bu parametreler arasndaki ilikiyi kuran bilim daldr. Ancak bualan dinamiin tersine mdahaleci bir aland. Dinamiin amac, dizgeyi

oluturan paracklar arasndaki etkileimin dizgeye sunaca deiiklikleringrmektir. Termodinamiin amacysa, dizgenin, kendisine dardan dayatlandeiikliklere nasl tepki gstereceini ngrmektir. Dizgenin oylum veyabasncn sabit tutup, bir piston yardmyla mekaniketkiye ak brakp tepkisinilebiliriz. Dizgeye s aktararak veya dizgeden s kopararak ssaletkilere olan


37/150

34

tepkisi llebilir. Benzer ekilde, dizgeye dardan kimyasal tepkime rn

sunulur ve dizgenin bu rnlere olan kimyasaltepkisi gzlenebilir.

Endstri ann temelini oluturan buhar makinesi, yalnzca devinimiileten edilgen bir aygt deildi. Makine devinim retiyordu.Devinimin yansranemli sorunsallar da retiyordu. Dizgenin devinim retme yeteneininsrebilmesi iin, balang noktasna dnmesi gerekiyordu. Dizgede, devinimireten deiiklii tersine evirecek ikinci bir srece gerek vard. Buharmakinesinde ortaya kan bu ikinci sre, dizgenin ilk scaklk, basn veoylumunu geri getirecek olan soumasrecidir. Fizie tersinemezlik kavramtambu noktadan girmitir.

Dinamik yasalar ve s iletkenlii yasalarnn yansra, erkenin korunumu

ve dnmilkeleri de kltr dokumuzda nemli yer tutar. Erkenin korunumu vednm ilkeleri, 19. yzyln balarnda mayalanmaya balayan deneyselalmalar sonunda ortaya kmtr. Galvaniden nce yalnzca statik elektrikykler biliniyordu. Elektrik akmn deneysel olarak gerekletiren ilk kiiGalvanidir. Daha sonra Volta, Galvani deneyinde kurbaann gsterdiigalvanik bzlmelerin kaynann, kurbaann vcudundan geen elektrik akmolduuna iaret etti. 1800 ylnda Volta, kimyasal pil yapmay baard. Bylece,kimyasal tepkimelerin elektrik retebilecei kantland. Daha sonra elektrolizgeldi: elektrik akmnn kimyasal balar yeniden dzenleyebilecei ve kimyasaltepkimeler retebilecei gsterildi. Ancak bu akm s ve k da retebiliyordu.1820 ylnda Oersted, elektrik akmlarnn manyetik etkiler de dourabileceini,1822 ylnda Seebeck, snn elektrik retebileceini gsterdi. 1834 ylndaysa,elektrik akmlar yardmyla zdein soutulabilecei gsterildi. 1831 ylndaFaraday, manyetik etkiler yardmyla elektrik retti. 19. yzyln ilk yarsndadaha bir dizi yeni etkiler bulunmu ve bilimsel evrenimiz (ufkumuz) benzerigrlmedik bir hzla genilemiti.

Bu yenilikler iinde en nemlisi, 1847 ylnda Joulen almalarndangelmiti: kimya, elktromanyetizm ve dirimbilim alanlarn birbirine balayanilikilerin dnm ad verilen srelerle gerekletii anlald. Dnmpostulasna gre, herhangi bir ey, nicel olarak korunurken nitel bir dnmeurayabilir. Dnm dncesi, mekanik devinimler srasnda ortaya kansreleri genelletirir. rnein, bir dizgenin gizilg erkesi kinetik erkesine

dnrken toplamerkesi korunur. Joule, fizikokimyasal dnmler iin bir denk(equivalent) tanmlad. Denk, korunan nicelii lme olana tanyordu. Bunicelik daha sonra erke olarak adlandrld.


38/150

35

Erke dnm, bir farkn ortadan kalkarken baka bir farkn ortaya

kmasdr.Denklikleraslnda doann gcn gizliyordu. nk denkliklerin veerke korunumunun tesinde, buhar makinesinin kazanlar, kimyasal dnmler,yaam ve lm gibisinden baka tr sreler de vardr. Termodinamik de, tm bubilimsel ve teknolojik gelimelere, tersinemezlik gibisinden ok nemli birkavram ekliyordu.

Fizikiler, buhar makinesinin de dier mekanik dizgeler gibibetimlenebileceini dndler. Buhar makinesinin kazannda yanp tkenenyaktn varl gzard edildi. Klasik mekanikte doann simgesi saat ikenendstri anda erke depolar oldu. Bu an insanna gre dnya ate kazangibi yanyor, erke bir yandan korunurken dier yandan da evreye salyordu.nsanlk, erke depolarnn tkenme olasl karsnda panik iindeydi.

Sra, tersinemezliin nicel bir lsn bulmaya gelmiti.Termodinamiin II. yasasn ilk kez 1824 ylnda Sadi Carnot formle etti. 1842ylnda Mayer ve 1847 ylnda da Helmholtz erkenin korunumu ilkesinin genelbantsn buldular. Sadi Carnot, maksimum etkinlie sahip s makinesinioluturmay amalyordu. Erke yitiinin kayna neydi? Isnn, i retmedenyaylmasna neden olan sreler neydi? Sadi Carnotnun babas Lazare Carnot,mekanik bir makineden maksimum etkinlik elde etmenin yolunun, makinedeortaya kabilecek olan ok, srtnme ve hz deiikliklerindeki sreksizlikleri enaza indirmek olduu sonucuna vard. Bu sonuca varrken kukusuz kendizamanndaki fizik yasalarndan yararland: erke, yalnzca srekli srelerdekorunur; devinimdeki ani deiiklikler tersinemez erke yitiklerine neden olur.Benzer ekilde, ereksel (ideal) buhar makinesi de, deiik scaklklara sahipparalarn birbirine demesini engellemeliydi. Bu nedenle, buhar makinesindekievrim yle tasarlanmalyd ki, deiik scaklklara sahip iki kaynak arasndaki sal verii, bu iki kaynan birbirine demesi engellenerek gereklemeliydi.Carnotnun ereksel evrimi, aykrkansal (paradoks) bir sonuca gtrenallengirli bir aygtt. Aygtn gereklemesinin temelinde yatan tersinemezsrelerden hi szedilmiyordu. Is makinesinin frnnda yanan kmrunutulmutu! Carnotnun ereksel modeli yalnzca yanmann mekanik etkisiyleilgilenmiti.

1850 ylnda Clausius, Carnot evrimini yeni bir adan, erkenin

korunumu asndan inceledi. Clausius, erke dnmlerini anlatan dengebantlarnn yansra, dizgede sregelen s aks ve snn ie dnmnanlatan bantlar da buldu. Bylece, mekanik etkilerle s etkilerinin bankuran yeni bir bilim dal,termodinamik, ortaya kt. Clausiusun almalar,birerke farkn ortadan kaldrmakszn,ona denk bir baka erke fark retmenin


39/150

36

olas olmadngsterdi. Ereksel Carnot evriminde retilen i, tketilen sdan

kaynaklanyordu. Is bir kaynakta retildikten sonra dierine aktarlyordu. Biryanda retilen i dier yanda s aktarm biiminde olan sonu bir denklikbantsnda anlatmn buluyordu. Bu denklik heriki ynde de geerliydi. Aynmakine ters ynde alarak, balangtaki scaklk farkn yakalayabilir veyaplan ii tketebilirdi. Tek bir s kayna kullanan s makinesi yapmak olasdeildir.

Ereksel olan makinenin konumu 18. yzyldan bu yana kukusuz deiti.Ereksel olan makine artk yitikleri de dikkate almaya balad. Tersinemezliinfizie girdii bu noktada yeni sorunlar da bagstermeye balad: Gerek birmakinede olup bitenleri nasl betimleyebiliriz? Erke yitiklerini erke denklikbantsnda nasl gsterebiliriz? Erke yitikleri makinenin etkinliini nasl azaltr?

Bu sorular ve yant bulma abalar, termodinamiin II. yasasna giden yoluhazrlad.

II. yasay ilk kez 1852 ylnda William Thomson bantya dkt. Erkednm ve s yaylmasna ilikin bulgular, Thomsonun bir ilkeyi ilerisrmesine yardmc oldu: doada, mekanik erkenin bozulmas ynndeevrensel bir eilim vardr. Bu ilkede geen evrensel szc, anlam okderinlerde olan evrenbilimsel sonularn tretilmesine neden olmutur. Laplacenevreni, lmsz, ereksel bir srgit (devr - i daim veya perpetual) makinesiydi.Thomsonun evreniyse yalnzca ereksel s makinesini yanstmakla kalmyor,erkenin korunduu bir evrende tersinemez s yaylmasn da dikkate alyordu.Thomsonun evren modeli, snn devinime dntn ve bu dnm srasndaortaya tersinemez atkla yararsz erke ktn savunuyordu. Doada sonuretenerke farkllklarnn g

Documents

e. Rennan Pekünlü Büyük Patlama