Fiziğin
Doğasında hangi kavram ya da ne var? İçinde bulunduğumuz zamanda bu soruya
cevap vermek oldukça zor.Çünkü bina o temeller üzerinde yükselmiş
durumda.İnsanlığın düşünce tarihine bakıldığında pozitif bilimler oldukça yeni
olarak karşımıza çıkar ama buna rağmen oldukça hızlı gelişmişlerdir.(yine
düşünce tarihine göre).
En
başta bütün bilimler;kendi dışımızda varlığı bizden bağımsız bir olgular
dünyasından yola çıkmışlardır.Bu olgular dünyasının en temel özelliği nesnel ve
anlaşılabilir olmasıdır.20. yy. başlarında fizikte oluşan devrimsel nitelikteki
gelişmeler;kendi dışımızda bizden bağımsız ve nesnel bir olgusal dunyanın
varlığı konusundaki görüşlerimizi değiştirmiştir.Bu noktada; nasıl ki
olgulardan ve olaylardan bağımsız bir uzay ve zaman düşünülemezse, bizden
bağımsız bir epistemolojik süreç de düşünülemez(evreni anlamak adina)Bu bilme
sürecini bazıları şöyle tanımlar:
Kendimize,dışımızdaki
nesnelerin içimizdeki hayalet cisimlerini ya da simgelerini yaparız.Öyle ki,
resmin mantıksal olarak zorunlu sonuçları,her zaman resmedilen nesnelerin
fiziksel olarak zorunlu sonuçlarıdır.
Hertz
Bilim,her
türlü düzenden yoksun duyu verileri(algılar) ile mantıksal olarak düzenli
düşünme arasındaki uygunluk sağlama çabasıdır.
Einstein
‘The Fundamentals of Theoritical Physics’ Science 91-1940
Bilim,gözlem
ve gözleme dayalı uslama(akıl yürütme) yoluyla önce dünyaya ilişki
olguları,sonra bu olguları birbirine bağlayan yasaları bulma çabasıdır.
Russel
‘Religion and Science’
Görüldüğü
gibi Einstein in tanımından;düzenin olgu dünyasının değil ,insan aklının bir
niteliği olduğu çıkıyor.Aslında düzenin olgu dunyasından mı yoksa insan
aklından mı kaynaklandığı cok da önemli değil.
Fiziğin
iki temel kavramı uzay ve zaman dır.Uzay nesnelerin,zaman da nesnelerin
değişiminin düzeni olarak düşünülebilir.Fizik içinde bulunduğumuz evreni
anlamak için,o evrenden yapılan soyutlamalar bütünü olarak düşünülürse ,o
evrenden ilk elden soyutlanan kavramlar uzunluk kütle ve zamandır.Klasik
fizikteki diğer tüm kavramlar(kuvvet,momentum,enerji gibi) bu üçünün üzerine
kurulmuştur.Bu üç kavramın ölçülmesi herkezce kabul edilmiş, standart
niceliklere göre yapılmaktadır.
Fiziğin
diğer önemli temeli neden-sonuç dur.Tüm olaylar birbirine neden-sonuç
ilişkisiyle bağlıdır.Bu;evrende oluşan olayların sebeblerinin yine evrende
olması gerekliliğidir,başka yerlerde değil.Zaten pozitif bilimlerin ortaya
çıkış sebebidir bu.Bu noktada,ilkçağ felsefesinin mitolojik süreçten sonra ve
-bu günkü anlamında- pozitif bilimlerin ortaçağdan sonra oluşması oldukça
benzerdir.
Fiziğin
en temel süreci şüphesiz ki ölçmedir.Gözlem-ölçme-deney süreçleri
düşünülürse,aralarındaki benzerliğin amaç benzerliği olduğu görülür. Hepsi
içinde bulunduğumuz evrene ait özelliklerin bize aktarılması içindir.
Gözlem,insanın düşünmesiyle beraber varolmaya başlamıştır.Ölçme ve deney ise
daha sonraları ortaya çıkmıştır.Deney;evrenin belli bir kısmının benzerinin
yaratılıp üzerinde çeşitli ölçme süreçlerinin gerçekleştirilmesidir.Doğa,
evrenin en yakınımızdaki parçası olarak düşünülürse;gözlem ile doğaya müdahale
edilmiyormuş,fakat ölçme ve deneyle müdahale ediliyormuş gibi görünür.Oysa saf
olarak gözlem bize doğayı anlamak yolunda cok şey kazandırmaz. Daha aktif bir
yaklaşım gerekir ki bu da deneydir.Ölçmenin önemi ise fizik-matematik
ilişkisinde ortaya çıkar.(Daha sonra bu konuya değinilicek)
Fiziğin
bir diğer temel özelliği evrendeki değişimleri değişmeyenlerle açıklamaktır.
Yani denilebilir ki; fizik ve genelde bilim evrendeki değişimleri değişmeyen
şeyler aracılığıyla açıklamaya çalışmaktır.Klasik fizikteki konum,hız,ivme
kavramları düşünülürse;bu daha iyi görülür.Hız, konumun değişimidir ve eğer
sabit değilse ivme kavramına ihtiyaç vardır.İvme hızın değişimidir ve eğer o da
sabit değilse onun değişimini gösteren sabit bir niceliğe ihtiyaç
vardır.Aslında insan doğadaki değişimleri, günlük hayatta sanıldığı gibi algılamaz.İnsanın
doğayı algılamakta kullandığı beş duyusundan gözü düşünelim.Doğayı algılamak
için en çok kullandığımız duyumuz süphesiz ki gözdür.Görme olayı beyin ile
gözlenen nesnenin bir etkileşimidir, bu, göz aracılığıyla olur.Göz , hareketli
cismin çok küçük zaman aralıklarıyla durumlarını algılar.Yani göze kadar olan
sureçte bir süreklilik yoktur, sabit durumlar üzerinde sıçramalar vardır.Gözden
sonraki süreçte (yani göz-beyin arası) süreklilik sağlanır.
Sonuçta
bazı şeylerin değişmemesiyle, evrendeki değişimleri açıklamak fiziğin metodunun
temelinde vardır.Fizikteki korunum ve invaryantlık kavramları da bu noktada
fiziğin temelinde yer almış oluyor.Korunum, niceliğin zamana gore
değişmemesidir; invaryantlık ise sisteme göre değişmemesidir.Sistemler, çözüm
yapılan değişik matematiksel sistemler de olabilir.Yani çözüm hangi
matematiksel sistemde yapılırsa yapılsın sonuç aynı fiziksel gerçekliğe tekabül
etmelidir. Bu, invaryantlığın en genel anlamdaki yorumudur.Özelde ise
denilebilir ki invaryantlık bir niteligin bazı dönüşümlere göre
değişmemesidir.Peki invaryantlık ya da korunum gerçekte var mıdır?Şüphesiz ki
bu iki büyük kavramın ortaya çıkışında beklentilerimiz sandğıimızdan daha büyük
rol oynamaktadır.Korunum ya da invaryantlık olmasaydı evreni anlamak bu
günkünden daha zor olabilirdi.
Aynı
şekilde fiziksel yasaların basitliği ilkesinde de beklentilerimiz büyük rol
oynamaktadır.Doğa basit midir yoksa karmaşık mı?Bilmiyoruz.Ama doğayı açıklamak
için yaptığımız yasalar basit olmalı.(Daha derinlemesine bir inceleme için:
‘Pozitif Bilimlerde Basitlik İlkesinin Belirlenmesi Yolunda Bir Deneme’ İ.U.
Ed. Fak.yayınları ,no:2866- 1981)Fizik ,onu yapan fizikçilerden bağımsız olarak
düşünülemiyeceği için, fizikçilerin beklentileri de fiziğin içinde ve metodunda
yer etmiştir.(Aynı şeyler tüm pozitif bilimler için söylenebilir)
Fizik-matematik
ilişkisi de fizik için oldukça temel bir ilişkidir.Matematikten bağımsız bir
fizik düşünülemez.Ancak, fiziğin formel bilimler gibi aksiyomatik olmayışı onu
saf matematikten ayırır.Klasik mantığın üç ilkesi fizikte de temeldir ama fizik
tam olarak aksiyomatik değildir.Gerçi Kurt Godel in 1931 de yayınladığı o
meşhur makalesinden sonra matematiğin de aksiyomatik yapısı tartışılır olmuştur
ama ;20 gram su ile 30 gram suyu karıştırıp , karışımın kütlesini ölçtüğümüzde
60 gram buluyorsak, hatayı 20+30=50 önermesinde aramayız.Matematik bir
formalizm olmasının ötesinde yer etmiştir fizikte.Çünkü evrenden soyutlanan
birtakım şeylerin üzerinde matematiksel işlemler yaptığımızda, sonuçta bulunan
şeylerin yine evrene ait olması sözkonusudur.Bu da matematiğin, fizikte sadece
bir gösterim şekli olarak yer etmediğini gösterir.Ancak matematiksel olarak
ortaya çıkan her sonuçla, fiziksel gerçeklikler arasında birebir tekabüliyet
var mıdır?
Matematiksel
bir önerme olgusal dunyaya ilişkin olduğu kadarıyla kesin değildir; kesin
olduğu kadarı ile olgusal dünyaya ilişkin değildir.
Einstein
Einstein
in bu düşüncesi yukarıda sorulan soruya bir cevaptır.Ama bu cevap ile
matematiğin fizikteki konumu net olarak belirmez.Burada bir enformasyon azalışı
sözkonusudur.(Aynı durum kuantum fiziğinde vardır:mikroevrende yapılan bir
deneye ait olasılık genliği olası tüm sonuçları kapsar ama gözlenen deney
sonucu bunlardan sadece biridir.)
Fizik
ve felsefe de birbiriyle yakından ilişkilidir.Newton dan Heisenberg e, Max Born
dan David Bohm a kadar birçok fizikçi aynı zamanda iyi birer filozof
idiler.Yazik ki filozoflar arasındaki iyi fizikçilerin sayısı bu kadar çok
değildir.(Bu yüzden bazı fizikçiler felsefeden uzak durmayı tercih ederler) 17.
yy. da Descartes in, şüpheciliğiyle “düşünüyorum öyle ise varım” ı temel alması
ve bunun üzerine felsefesini kurması; mekanik evren anlayışını oluşturması ve
Newton un öğrenciliği sırasında Descartes in görüşleriyle tanışıp daha sonra
mekaniğin o üç temel yasasını ortaya atması; fizik-felsefe ilişkisinin
başlamasıdır ve güzel bir örneğidir.Zaten fizik, felsefe, matematik ve bugünkü
diğer doğa bilimlerinin birarada olması ancak, Rönesanstan sonra ayrılmaya
başlamaları; aralarında sıkı bir ilişki olmasının doğal bir sebebidir. Bu
yüzden felsefe incelenmelidir.Çünkü felsefe tarihi, insanlığın geçirdiği
düşünce aşamalarıdır ve bu aıamaların belli bir yerinde pozitif bilimler
doğmuştur; cünkü epistemoloji, bilme sürecini sorgular ve bu süreç tüm pozitif
bilimler için kaçınılmazdır, oysa pozitif bilimler bu süreci sorgulamaz.
Çeşitli zamanlarda, bazı filozoflar ellerinden geldiğince pozitif bilimler ve
özellikle fiziği kullanıp bunun uzerine felsefelerini kurmuşlardır.Fakat bu
filozoflar kendi zamanlarındaki fiziği ne kadar iyi biliyorlardı?Örneğin,
entropi kavramını ya da kuantum fiziğini gerçekten hazımsayabilmişler miydi
yoksa bunlardan birer ikişer cümle okuyup felsefelerini bunlar üzerine mi
temellendirmişlerdi? Bu durumda yapılanlar spekülasyon dan öteye geçemez.Ya da
doğa bilimleri -Marx ın yaptığı gibi- doğrudan topluma veya insanlara
uygulanabilir mi?(felsefe açısından fizik-felsefe ilişkisi ve sorunları bu
durumdadır) Sonuçta fizik (ve genelde doğa bilimleri) temel alınarak bir felsefenin
kurulması ancak bir fizikçinin yapabileceği iştir.
Son
olarak fizikteki temel kavram ve ilişkilerin 19. yy. sonlarında başlayan ve
hemen her alanda etkisini gösteren değişim sürecinden nasıl etkilendiklerini
özetleyelim:
• 17. yy. da doğa kendi dışımızda,bizim
varlığımızdan bağımsız, nesnel olarak varolan bir şeydi.20. yy. başlarından
sonra artık, gözleyenler olarak doğanın içindeki yerimizi aldık ve
incelediğimiz, saf olarak doğa değil, doğa ile bizim birleşimimizden oluşan
sistem oldu. Ölçme sırasında doğaya yapılan müdahale göz önüne alınmaya
başlandı.(Bu müdahale makroevrende daha tespit edilebilirdir ancak, kuantum
fiziğinin incelediği mikroevrende tespit edilemez niteliktedir.Bu noktada daha
fazla ayrıntı denemenin konusu dışındadır.)
• 17. yy. da uzay ve zaman;
birbirinden, olaylardan ve nesnelerden bağımsız olarak ele alınıyordu. (Newton
mekaniğinde her türlü değişimden bağımsız akan -ve olaylar olsa da olmasa da
akmaya devam eden- bir zaman vardır.Uzay da buna benzer niteliktedir.Madde var
olsa da olmasa da uzay vardır.)19. yy. dan sonra görüldü ki maddenin olmadığı
yerde, uzaydan; değişimin olmadığı yerde de zamandan bahsetmek
anlamsızdır.Böylece uzay ve zaman mutlak kimliklerinden kurtulup göreceli ve
birbirlerine bağlı yerlerini aldılar.
• Neden-sonuç zinciri varlığını
korudu ve koruyacakda.Çünkü yukarıda belirtildiği gibi; olayların birbirine
neden-sonuç zinciriyle bağlı olmadığı bir evrende, olayların sebebi baska
yerlerde aranmaya başlanır ve bu da pozitif bilimlerin (doğa bilimlerinin) sonu
demektir.Ancak evrene karşı olan deterministik bakış yerini olasılığa bıraktı.
• 17. yy. da; yapılan ölçme ve
deneylerin doğaya bir müdahale olduğu düşünülmüyordu. 20. yy. da; insanın,
bilme sürecindeki yeri daha iyi anlaşılınca bu müdahale farkedildi ve
ölçme,deney gibi kavramlar daha iyi anlaşıldı.Özellikle kuantum fiziğinde
deneyin ve ölçmenin niteliği klasik fiziğinkinden oldukça farklıdır.Ölçme
-ister makroevrende ister mikro evrende- ölçülen sisteme yapılan bir
müdahaledir.Bu müdahale makroevrende tespit edilip hemen hemen giderilebilir
nitelikte olduğu halde mikroevrende bu nitelikte değildir.Çok temel ve utopik
bir örnek olarak şu verilebilir : Görme sürecinin başlayabilmesi için gözümüze
bir foton gelmesi gerektiği düşünülürse bir elektronu görebilmek (!) için onun
üzerine bir fotonun çarpıp gözümüze gelmesi gerekir.Bu ise elektronun durumunu
daha farklı gormemiz demektir. Yani bu müdahale kaçınılmazdır.Dolayısıyla
ölçme-gözlem-deney üçlüsünün niteliği tamamen değişmiş oluyor ancak önemlerini koruyorlar.
• Basitlik ilkesi onemini korumaya
çalışıyor ancak özellikle kuantum fiziğiyle ve daha sonraki gelişmelerle
(string theory,yuksek boyutlarda -10,11- çözümler vb.) bu ilke terkedilmiş gibi
görünüyor. Ya mikroevren oldukça karmaşık ya da mikroevreni klasik fizikten
kalan bazı kavramlarla (alan, tanecik, lokalizasyon gibi)açıklamaya
çalıştığımızdan teoriler ve soyutlamalar karmaşıklaşıyor.
• Fizik-matematik ilişkisi 17. yy.
da,matematiğin fizikte sadece bir gösterim şekli olmasından ibaretti.Oysa 20.
yy. ve sonrasında özellikle teorik fiziğin gelişmesiyle; matematik, fizikte bir
formalizm olmaktan öteye geçti.
• Ve fizik-felsefe ilişkisi.Kuantum
fiziğini doğuran 20. yy. başı ve 19. yy. sonundaki gelişmeler beraberinde çok
derin felsefi tartışmalarıda getirdi.Bununla çok güzel yerlere varıldı ama çok
da spekülasyon yapıldı.Felsefe, fizik için kaçınılmazlığını korudu ve koruyacak
da.Aynı şekilde fiziğin de felsefe için kaçınılmaz olduğu görüldü.(Tabii ki
ontoloji ya da benzer dallar için)
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder