|
||
Ölüm'ün fiziksel anlamı -Büyüleyici bir fizik yasası: Termodinamiğin ikinci yasası- “Fakat ben yüreğimi size iyice açayım, dostlarım: tanrılar olsaydı, tanrı olmamaya ben nasıl katlanırdım! Demek ki tanrılar yok.” Nietzsche Burada anlaşılması çok zor olan bir yasa'dan 19. yy'da Mayer, Boltzmann, Clausius gibi birbirinden bağımsız çalışmalar yürüten bir grup bilim insanının bulduğu bir yasadan söz edeceğim. Termodinamik -adı üzerinde- ısı ile ilgili araştırmalar yapan fiziğin bir kolu, bir kategorisidir. Bu zorlu konuyu alıntılarla anlatmayı deneyeceğim, özellikle üçüncü yasada entropi anlatılırken bir hayli kafa karışıklığı oluşturabilir. En basit şekilde anlatmayı deneyeceğim, ölümün fiziksel anlamına uzun bir yol var. Termodinamiğin ilk yasasına "sıfırıncı yasa" denir: Bunun anlamı Evren'de en alt sıcaklık değerinin yaklaşık -273 derece ("0" Kelvin) oluşu, bundan daha aşağı bir sıcaklık değerine sahip herhangi bir cismin varolmasının imkansız olduğunu anlatan bir yasa olması! Termodinamiğin birinci yasası da ilki gibi ideal ölçüde belirlenmiş bir yasadır: "Enerjinin korunumu yasası"dır. "1850 yılında, kendisi de başlığı gibi uzun olan "Isının hareket ettirici gücü ve ısı teorisi için bundan çıkarılabilecek yasalar"... Clausius, ısının ve işin, enerji olarak adlandırılan [bu ad şüpheci Thomson'un önerisiydi (Thomson ünlü bir bilim insanıdır -fizikçi, bu not bana ait)] tek bir olgunun iki türünden başka bir şey olmadığını ileri sürüyordu. Bir başka deyişle, ısı ve iş temelde aynı şeydi; öyle ki, Evren'in toplam enerjisinde bir değişiklik olmaksızın bir birim ısı bir birimlik işle değiştirilebilirdi...herhangi bir enerji türünün bir birimi, başka herhangi bir enerjinin bir birimine -Evren'in toplam enerjisini etkilemeksizin- dönüşebiliyordu...Evren'in toplam enerjisindeki net değişme, Evren'in toplam enerjisinin sabit olması nedeniyle, her zaman sıfırdır." (Dünyayı değiştiren beş denklem, Michael Guillen. Syf. 205-206, İkinci basım, Nisan 2001) Bulunan şudur: Genişleyen Evren'imizin toplam enerjisi herhangi bir zamanda ne ise, (big-bang anında, ondan 5 milyar yıl sonra ya da big bang anından 13 milyar 750 milyon yıl sonra... daima toplam enerji değişimi sıfırdır -yani toplam enerji hep aynı kalır. Ve bu yasa da ilki gibi bugün halen doğru kabul edilen, dahası doğruluğu neredeyse mutlak doğru (biz yine de yüzde 99,9 diyelim) gibi alınan bilim tarihinin sınavlarından başarıyla geçmiş bir yasadır. Ve geldik Termodinamiğin ikinci yasasına, bu da ilk iki yasa kadar doğru kabul edilir/tam anlamıyla yasadır. Bunu anlatmak zor, deneyeceğim; umarım başarılı olurum. Bunun için Fizik'te "tersinmezlik"in ne anlama geldiğini anlatmalıyım. Tersinmezlik zamanda bir yönde işleyen bir nedensellik ilişkisinin ters yönde işletilmesinin olanaksız olduğunu anlatan bir fizik kavramıdır. Hareket halindeki bir cisim ısı üretir ama ısınan bir cisim hareket edecek diye bir kural yoktur. "Tersine çevrilebilir olaylar, tümüyle ters yönde de meydana gelebildiklerinden, önce ileri ve sonra geri biçimde sonsuza dek devam edebilir... Oysa tersine çevrilebilir olmayan süreçler kalımsızdır. Bunlar meydana gelirken, sarısıyla akı karıştırılıp pişirilmeye yüz tutmuş bir yumurta ya da çürümeye yüz tutmuş bir domates gibi düzeltilmesi mümkün olmayan bir bozulma geçirirler. Bir genelleme yapmak gerekirse, bu tür olaylar "yaşlanır" ve sonuçta daima ölümle veya yıkımla son bulur... Bazı doğal süreçlerin tersinin olmadığı ortaya çıkmıştı ve bunlardan en az iki tanesi ısı ile ilgiliydi. Birincisi, ısının hiçbir zaman soğuktan sıcağa doğru akmaması, daima sıcaktan soğuğa doğru akmasıydı... İkincisi, sürtünme hareketi daima ısıya çeviriyordu ve bunun tersi asla gerçekleşmiyordu" (Aynı adlı eser, syf. 106-107) Yani ısınan şey (doğal halde) asla hareket etmez. Verilen bir örnekte olduğu gibi yazın dağlar ısınırlar ama yürümezler; ama bir trenin üzerinden geçtiği raylar da bir arabanın lastiği de sürtünme'ye verebileceğimiz en basit örneklerdir -ve daima ısı üretecekler, sıcaklık değerleri yükselecektir. Okuyucudan biraz daha sabırlı olmasını isteyeceğim (Canlı ya da cansız, Evren'deki herşeyin ölümünün fiziksel bir anlamı var, bunun ne olduğunu göstermeye çalışıyorum az buçuk bilgimle) Şimdi, termodinamiğin ikinci yasası, ısı üzerine yapılan çalışmaların çıkarttığı sürpriz bir yasadır. Tersinmez süreçleri gördüğümüze göre "entropi" kavramına geçebiliriz. "...bir litre sıcak suyla bir litre soğuk suyu karıştırırsanız iki litre ılık su elde edersiniz, ama bu suyu tekrar sıcak ve soğuk olarak ayrıştıramazsınız. Sıcak ve soğuk suyun karıştırılarak ılık suya dönüştürülmesi geri dönüşsüz bir işlevdir."(Rastlantı ve Kaos, David Ruelle. Tübitak yay, 13. Basım, Temmuz 1999 -syf. 104) Entropi nedir, şimdi bunu tanımlamaya geçiyorum. Bu çok zor bir tanım. Bir fiziksel sistem içinde kuantum durumlarının (atom ve atom altı parçacıkların birbirleri karşısındaki durumlarının) miktarındaki değişimin ölçülmesi ile ilgili bir terim. Kaba tanım, bir fiziksel sistemden bir başka fiziksel sisteme geçişteki düzensizlik oranının artması ya da azalması. İyi bir tanımını veremedim galiba (verebileceğimi de sanmıyorum, kuantum bağıntı sayısının değişimini ölçüm birimini anlatan terim, desem daha beter olurdu)ama örnekle gösterilebilir: "Sözgelimi, sıcak bir evden, nispeten daha serin olan dışarıya bir ısı kaçışının olduğu veya sıcak bir fincan kahvenin yavaş yavaş soğuduğu -ki bunlar ısının doğasına uygundur- bütün durumlarda Clausius orada entropinin arttığını söyleyecekti. Bunun tersine, bütün doğal olmayan değişiklikler -yani bir tür makine ile doğada zorla meydana getirilen enerji ve sıcaklık değişiklikleri ise entropideki negatif değişiklikler sayılacaktı. Örneğin, buharlı bir makinenin ısıyı işe dönüştürdüğü veya bir buzdolabının ısıyı soğuktan sıcağa doğru akmaya zorladığı bütün durumlarda, Clausius orada entropinin azaldığını söyleyecekti..." "(Dünyayı değiştiren beş denklem, Michael Guillen. Syf. 213, İkinci basım, Nisan 2001) Entropi daimi bir "iş kaybının" ifadesidir bir bağlamda:"Clasusius''un hesaplamaları tümüyle farklı bir şeyi ortaya koyuyordu. Bu tür makinelerdeki doğal değişiklikler (sıcak kazandan soğutucuya boşa akan ısı ve sürtünme yoluyla yine boşa akan ısı ve sürtünme yoluyla yine boşu boşuna ısıya dönüşen iş) doğal olmayan tek değişiklikten (pistonlar tarafından işe dönüştürülen ısı) daima büyük çıkıyordu" (Aynı adlı yayın, syf.204) Araya girip mükemmel makine yapmanın olanaksızlığının da anlatıldığını bu yasada söylemeliyim. Yani bir makinede beklenen sonuçtaki işe dönüşen enerjinin kayıpsız olarak işe dönüşmesi olanaksızdır/ Böyle bir makine yapmak imkansızdır; veya örneğin, doğal olan hiçbir makine, hiçbir fiziksel sisteme giren enerjinin (bir galaksi, bir ıhlamur ağacı, bir ırmak, ben) birim enerjide amaçlanan işe kayıpsız ulaşması olanaksızdır. "Bizim Evrenimiz kusursuz olmayan makinelerle -gerek vücudumuzdaki hücreler gibi canlı ve küçük, gerekse uzayda girdap gibi dönen galaksiler gibi cansız ve büyük olsun- dolu bir Evren'di. Bizim Evrenimiz, enerjinin korunduğu, ancak tam bir verimlilikle kullanılamadığı bir Evren'di." (A.a.g. Syf. 215) Bu kitaba yine döneceğim ama yukarıda alıntılarla açıklamaya çalıştığım entropi'ye dönelim: Şimdi Evren'in entropisi daima artar. Düzen üreten bir makine (örneğin bir canlı) Maddenin kaos yasasına adeta karşı savaşır. Yasa ölümden yanadır da o ona rağmen yaşıyor gibidir. Bir buzdolabı da süreci tersine çevirir ama Evren'in toplamında entropi daima artar. Kabaca bu bir değişim yasasıdır ve Evren'de hiçbir şeyin kararlı bir enerji durumunda kalamayacağını, her yapının değişip, çözülüp bozulmaya mahkum olduğunu anlatır; ne bir makinenin (Evren'deki herhangi bir şey: Ben, su, meteor, Samanyolu...)sonsuzluk boyunca aynı verimlilikte stabil kalacağı kararlı bir enerji durumunda olmasını imkansız kılar: Burası yolun bittiği yerdir. Zamanın döngüsel değil tek yönlü olduğunun fiziksel ispatıdır. Az önce sigaramı söndürdüm: Bu önemsiz durumu bir kamerada tersine alabiliriz; ama zamanda tersine almak teorik bir olanaksızlıktır: zira bu sırada entropi arttı evrende, iş kaybı oldu -ve asla öngörülemeyecek bir şekilde atom/parçacık düzenekleri oluştu; olan biteni asla durdurup tüm verileri, tüm nedensellik ilişkisindeki tüm etkenleri önce hesaplayayım ki sonra da Spielberg'ün klasiğindeki gibi bir zaman makinesi yapayım, istiyorum. Hesaplamaya giriştiğimde de verimsiz enerji artacak, öngörülemez "düzensizlik" oluşacak... Varsayalım bu hesaplama yapmaya girişeceğim durumu da hesaba girişeyim: yine aynı şeyler oluşacak, yine entropi artacak, yine öngörülemez bağıntılar oluşacak ve Ben bu zaman makinesinin modelini yapmaya asla girişemem bile: Bu, bu tür hayallerin sonudur; duvara çarptığımız andır. Varsayalım ki, Bilim'de sık sık yapıldığı ve yapılmak zorunda da kalındığı gibi hesabedilemeyen küçük faktörleri ihmal ettim (ilaçların yan etkisinin olmak zorunda olduğunu unutmamalı bu arada) Makinemi yaptım: Makinemin düzensizlik arttırıcı bir şey olmamasını nasıl sağlayacağım? Herşeyi nasıl öngörebileceğim? (Bu olamaz da! Termodinamiğin ikinci yasasından çıkan ispat şudur ki: Zaman ne döngüsel olabilir, ne de tersinebilir!) Laplace'in dar deterministik kuramının da çökmesine katkısı olan kuramlardan biridir, konu daha da genişetilebilir: "Şimdi biliyoruz ki Laplace'in belirlenirlik umutları gerçekleşemez, en azından onun akıldan geçtiği biçimiyle. Tanecik mekaniğinin belirsizlik ilkesi, bir parçacığın konumu ve hızı gibi belli nicelik çiftlerinin aynı anda her iki öğesinin de kesin doğrulukla saptanamayacağını söylemektedir." (Stephen Hawking, Zamanın kısa tarihi. Doğan kitapçılık, syf. 180) Öyle ya, başka belirsizlik, öngörülemezlik içeren teoriler de bizim ölümsüz olma istemimizin içine karışamayacak mı? Bir parçacığın aynı anda hızı ve konumu bilinemez, bu da Bilim'in en başarılı, en kararlı bir biçimde doğru çıkan yasalarından biri (Heisenberg'in belirsizlik ilkesi) Ve unutulmamalı ki, hepimiz bu parçacıklardan oluşuyoruz. Sonra yukarıda değindim gibi ölümsüz insan Evren'den yalıtık bir şekilde mi, bu Evren'de ölümsüz olacak? Ayrıca Evren'i de ölümsüz kılmak gerekir (nerede ölümsüz olacak adamımız?) Ne şişip patlayan bir Evren işine gelir tanrıcılık oynayan kahramanımızın, ne büzüşüp patlayanı! Ölümsüzlüğü istemeyi doğal buluyorum. Bunun bir tür doğa felsefesi ile açıklayabilirim ama daha da konuyu dağıtmak istemiyorum. Ama biz tümüyle bilimselo olup bilimsel ama fantastik sonuçlar gibi görebileceğiniz büyülü yasamıza dönelim (Doğa, en büyük mucizedir -belki de): "Clausius'un hesaplama yöntemine göre pozitif entropi değişiklikleri, ısının sıcak bir ortamdan soğuk bir ortama akması ya da sürtünmenin işi ısıya dönüştürmesi gibi doğal değişimlere karşılık geliyordu. Bu nedenle bu yasa, Evren'in bütün doğal değişimleri sona erdiği zaman, yani doğası gereği döndürülemez olan olgularının kendilerini tümüyle tüketmeleri halinde Evren'in sonsuza dek yokolacağını söylemekle aynı şeydi. Peki bu ne zaman gerçekleşecekti? Evren'deki makinelerin sayısı o kadar fazla ve Evren'in kendisi o kadar büyüktü ki, ne Clasius ne de bir başkası Evren'in ne zaman yokolacağını hesaplayabiliyordu. Yine de Clausius Evren'in son anlarında neye benzeyebileceğini hayal edebiliyordu. Isı enerjisi sıcaktan soğuğa aktıkça sıcak bölgeler biraz soğuyacak, soğuk bölgeler ise biraz ısınacaktı. Dolayısıyla en sonunda hiç sıcak ve soğuk bölge kalmayacaktı: Evren'in her yerine aynı ılıklık hakim olacaktı. Sıcak ve soğuk bölgeler olmadığı için ısı akışı ortadan kalkacaktı. Carnot ilkesine göre bu makinelerin çalışmaması demektir. Makineler artık ısıyı yararlı işe çeviremeyecekti. Bu arada, sürtünme kalan işi ısıya çevirecekti. Bu ısı ölmekte olan Evren'in heryerinde aynı seviyedeki ılıklığa eşitlenene kadar sıcaktan soğuğa doğru akmaya devam edecekti. Clausius Entropi'nin korunmaması yasası trilyonlarca makinenin sesinin sonsuza dek susacağı bir ana doğru hızla giden bir Evren tablosu sunuyordu." (A.a.e. Syf. 216) Bu kitap Termodinamiğin ikinci yasasından çıkan sonuçları "Ölüm" kavramı altında gösteren, "Ölüm"ün fiziksel olarak ne olduğunu, neden zorunlu olduğunu gösteren bir bölüm içeriyor. Her tür, türünü sevse gerek dirimsiz/cansız maddede kendini seviyor, kendi ölülüğünü; Termodinamiğin ikinci yasası bir tür ölümün yasası ve diyor ki, Ölüm kuraldan olandır bu Evren'de, Yaşam yasaya karşı çıkmaktır: "Yeni doğan bir bebek, makinenin negatif entropi değişikliklerinin en büyüğüne karşılık geliyordu, yani bir kadının yumurtası ile bir erkeğin sperminin birleşmesiyle ortaya çıkan biyolojik kimyasal maddelerin yarattığı kaos, nihayetinde çok iyi düzenlenmiş bir organizmaya dönüşüyor ve böylece Evren'in düzensizliği azaltılıyordu.... Ancak Clausius acımasız entropi yasasına göre yaşam makinesinin ürettiği yararlı negatif entropi değişikliklerinin miktarı, savurgan pozitif entropi değişikliklerinin gerisinde kalmalıydı. Bir başka deyişle, bilimsel açıdan söylemek gerekirse, yaratılan belli miktardaki yaşama kaçınılmaz olarak daha büyük bir miktarda ölüm eşlik ediyordu." yazan:possible_outside |
||