Doga gücleri ve fizigin birlestirilmesi'nden notlar (Stephen Hawking'den)

[gulistan_2]

evrendeki her seyi bir defada aciklayacak, eksiksiz birlesik kurami olusturmak cok zor. Bunun yerine, olaylari sinirli kapsamlarda tanimlayan kismi kuramlar bularak, diger etkenleri yok sayarak ya da bu etkenlere belirli sayilarla yaklasarak gelisme kaydettik. bugün bildigimiz kadariyla fizigin yasalari pek cok sayi icerir. -örnegin, bir elektronun elektrik yükünün büyüklügü, proton ve elektronun kütlelerinin orani gibi- ve bütün bu sayilari en aindan simdilik kuramdan umamayiz. bunun yerine, gözlem yaparak bu sayilari bulmali ve sonra onlari denklemlere koymaliyiz. bazilari bu sayilara temel sabitler diyor; bazilariysa uydurulmus unsur.

bakis aciniz ne olursa olsun dikkate deger gercek, bu sayilarin degerlerinin, hayatin gelismesini mümkün kilmak üzere titizlikle ayarlanmis olmasidir. örnegin, bir elektronun elektrik yükü sadece birazcik farkli olsaydi, yildizlarin elektromanyetik ve kütlecekimi kuvvetleri bozulur, ne hidrojeni ve helyumu yakabilir ne de patlayabilirlerdi. her iki durumda da hayat olmazdi. bütün bu kismi kuramlari yaklasimsal olarak birlestiren kuramdaki elektronun elektrik yükünün gücü gibi, öznel sayilarin degerlerini secerek gerceklere uyarlanmayi gerektirmeyen, eksiksiz, tutarli bir kuramin eninde sonunda bulunacagini umuyoruz.

böyle bir kuram arayisi fizigin birlestirilmesi olarak biliniyor. Einstein son yilarinin büyük bir bölümünü basariya ulasamadan birlesik kurami aramakla gecirdi, ama zaman, henüz olgunlasmamisti: kütlecekimi kuvveti ve elektromanyetik kuvvetler icin kismi kuramlar vardi, ancak nükleer kuvvet hakkinda cok az sey biliniyordu. dahasi, Einstein kuvantum kuraminin gercekligine inanmayi reddediyordu. ancak, görünen o ki bu, belirsizlik ilkesi cercevesinde yasadigimiz evrenin temel özelligi. bu nedenle basariya ulasilmis bir birlesik kuram bu ilkeyi icermek zorunda.

Böyle bir kurami bulma olasiligi simdi daha fazla, cünkü evrenle ilgili cok daha fazla sey biliyoruz. fakat kendimize fazla güvenme konusunda dikkatli olmaliyiz. daha önce aldanmistik! örnegin XX. yüzyilin basinda her seyin, süreklilik tasiyan maddenin esnekligi ve isi iletimi gibi özellikleriyle aciklanabilecegi düsünülüyordu. atom yapisinn ve belirsizlik ilkesinin kesfedilmesi, bu inanci kesin olarak sonlandirdi. sonra yine 1928'de, nobel ödüllü Max Born, Göttingen üniversitesinde bir grup ziyaretciye, "Bildigimiz fizik alti ay icinde bitecek" dedi. onun bu güveni, elektronu tanimlayan denklemin Dirac tarafindan henüz bulunmus olmasindan kaynaklaniyordu. o sirada bilinen ikinci parcacik olan protonun da benzeri bir denkleme göre tanimlandigi düsünüldügünden, bu durum kuramsal fizigin sonu olacakti. ancak, nötronun ve nükleer kuvvetin bulunusu, bu düsünceyi de yerle bir etti. bunlari söylerken, doganin nihai yasalarini arayisimizin artik sonunda yaklasmakta olabilecegimize dair tasidigimiz sakingan iyimserligin nedenleri var.

[gulistan_2]

Ynt: Doga gücleri ve fizigin birlestirilmesi'nden notlar (Stephen Hawking'den)

Kuvantum mekaniginde, kuvvetler ya da maddenin parcaciklari arasindaki etkilesimin bütünüyle parcaciklar tarafindan tasindigi varsayiliyor. olan sey, bir madde parcaciginin, elektron ya da kuvark gibi, kuvvet yayan bir parcacik tasimasi. bu yayilimin geri cekilmesi parcacigin hizini degistirir. ayni neden yüzünden gülleyi atesleyen top geri teper. kuvvet tasiyici parcacik daha sonra bir baska madde parcacigiyla carpisir ve o parcacigin hareketini degitirmek üzere sogurulur. yayilma ve sogurulma sürecinin kesin sonucu, iki madde parcaciginin arasinda bir kuvvet oldugunda ortaya cikacak olan sonucla aynidir.

her kuvvet, kendine özgü türde bir kuvvet tasiyici parcacik tarafindan aktarilir. kuvvet tasiyici parcacigin kütlesi coksa, uzak mesafelerde kuvvetin üretimi ve degis tokusu zor olacagindan, tasidiklari kuvvet ancak kisa erimli olacaktir. öte yandan, kuvvet tasiyici parcaciklarin kendilerine ait bir kütleleri yoksa tasidiklari kuvvet uzun erimli olacaktir. madde parcaciklari arasinda degis tokus edilen kuvvet tasiyici parcaciklara, edimsiz parcacik denir, cünkü gercek parcaciklarin tersine, parcacik dedektörü tarafindan dogrudan algilanmazlar. yine de onlarin var olduklarini biliyoruz, cünkü etkileri ölcülebiliyor; madde parcaciklarinin arasinda kuvvetin ortaya cikmasini sagliyorlar.

kuvvet tasiyici parcaciklar dört kategoride toplanabilir. bu dört kategoriye ayirma isinin insanlar tarafindan yapildigini vurgulamaliyiz; bu, kismi kuramlarin olusturulmasinda kullanisli olabilir, ancak daha derin bir durumun karsiligi olmayabilir. cogu fizikci, dört kuvveti tek bir kuvvetin farkli görünüsleri olarak aciklayacak birlesik kurami eninde sonunda bulmayi umut ediyorlar. aslina pek cogu günümüzde fizigin baslica amacinin bu oldugunu söyleyecektir.

ilk kategori kütlecekimi kuvvetidir. bu evrensel bir kuvvettir; yani; her parcacik kütlesi ve enerjisine göre kütlecekimi kuvvetinden etkilenir.kütlecekiminin cekimini, graviton denilen edimsiz parcaciklarin degis tokusunun neden oldugu cekim olarak tanimlayabiliriz. kütlecekimi kuvveti, dört kuvvet arasinda büyük farkla en zayif olanidir; o kadar zayiftir ki, iki önemli özelligi olmasaydi varligini hic fark etmezdik; cok büyük uzakliklari bile etkileyebilir ve hep ceker. yani, dünya ve günes gibi iki büyük cisim arasindaki her bir parcacigin cok zayif kütlecekimi kuvvetleri bir araya gelerek önemli bir kuvvet olusturabilir. diger üc kuvvet ya kisa erimlidir ya da bazen cekici bazen de iticidir; bu yüzden de birbirini yok etme egilimindedir.

ikinci kategori, elektron ve kuvark gibi elektrik yüklü parcaciklarla etkilesen, ama nötrino gibi elektrik yükü olmayan parcaciklarla etkilesmeyen elektromanyetik kuvvettir. bu kuvvet, kütlecekimi kuvvetinden cok daha güclüdür. iki elektron arasindaki elektromanyetik kuvvet, kütlecekimi kuvvetinden milyon x milyon x milyon x milyon x milyon x milyon x milyon kere (1'den sonra kirk iki sifir) büyüktür. ayrica iki tür elektrik yükü vardir: pozitif ve negatif. iki pozitif yük ve iki negatif yük arasindaki kuvvet iticidir. ama bir pozitif ve bir negatif yük arasindaki kuvvet cekicidir.

[gulistan_2]

Ynt: Doga gücleri ve fizigin birlestirilmesi'nden notlar (Stephen Hawking'den)

Dünya ve günes gibi büyük cisimler, hemen hemen esit sayida pozitif ve negatif yük icerirler. böylece her parcacigin arasindaki cekici ve itici kuvvetler birbirlerini hemen hemen yok ederler ve geriye cok kücük bir elektromanyetik kuvvet agi kalir. oysa atomlarin ve moleküllerin kücük ölceklerinde elektromanyetik kuvvet baskindir. atom cekirdegindeki negatif yüklü elektronlarla, pozitif yüklü protonlar arasindaki cekim kuvveti, kütlecekimi kuvvetiin dünyanin günes etrafinda dönmesine neden olmasi gibi, elektronlarin cekirdek etrfinda dönmesine neden olur. elektromanyetik cekimi, foton denilen edimsiz parcaciklarin büyük sayilarda degis tokusunun neden oldugu cekim olarak tanimlayabiliriz. fotonlarin, degis tokus edilen edimsiz parcaciklar oldugunu tekrarlayalim. ancak, bir elektron yörüngesini degistirip, cekirdege daha yakin olan bir yörüngeye gectiginde enerji serbest kalir ve gercek bir foton ortaya cikar; bu durum, uygun dalgaboyundaysa ciplak gözle isik olarak görülür ya da fotograf ilmi gibi bir foton dedektörüyle gözlemlenebilir. ayni sekilde, gercek bir foton bir atomla carpisirsa, cekirdege yakin yörüngesi olan bir elektronu, daha uzaktaki bir yörüngeye kaydirabilir. bu sirada enerjisi kullanilan foton sogurulmus olur.

ücüncü kategori, zayif nükleer kuvvettir. günlük yasamimizda bu kuvvetle dogrudan iliskimiz olmaz. oysa bu kuvvet radyoaktivitenin -atom cekirdeginin bozulmasinin- sorumlusudur. zayif nükleer kuvvet 1967'ye, londradaki imperial College'tan Abdus Salam ve Harvard'dan Steven Weinberg, bu etkimeyi elektromanyetik kuvvetle birlestiren kuramlarini, tipki yüz yil önce elektirigi manyetizmi birlestiren Maxwell gibi, öne sürünceye kadar pek anlasilmadi.

bu kuramin kestirimleri deneylerin sonuclariyla dogrulandi ve 1979'da Salam ve Weinberg, yine Harvard'dan, elektomanyetik kuvveti ve zayif nükleer kuvveti birlestiren benzer kuramiyla Sheldon Glashow Nobel Fizik ödülünü aldilar.

dördüncü kategori, dört kuvvetin en güclüsü olan, güclü nükleer kuvvettir. bu da, dogrudan iliski icinde olmadigimiz, ancak günlük yasamimizin büyük bir bölümünü etkileyen bir kuvvettir. atom cekirdegindeki protonlarin ve nötronlarin bir arada tutulmasindan, protonlarin ve nötronlarin icindeki kuvarklarin birbirine baglanmasindan sorumludur. güclü nükleer kuvvet olmasa, pozitif yüklü protonlar arasindaki itici elektrik, evrendeki bütün atom cekirdeklerinin -cekirdeginde tek proton olan hidrojen gazindakiler haric- patlayip dagilmasina neden olurdu. bu kuvvetin, sadece kendisiyle ve kuvarklarla etkilesen ve glüon denilen bir parcacikla tasindigina inaniliyor.

[gulistan_2]

Ynt: Doga gücleri ve fizigin birlestirilmesi'nden notlar (Stephen Hawking'den)

Elektromanyetik kuvvet ile zayif nükleer kuvvetin basariyla birlestirilmesi, bu iki kuvveti güclü nükleer kuvvetle birlestirme girisimlerine neden oldu; buna da büyük birlesik kuram (BBK) adi verildi. bu oldukca abartili bir isim; sonucta oraya cikan kuram ne o kadar büyüktü ne de tam olarak birlestirilmisti, cünkü kütlecekimi kuvvetini kapsamiyordu. ayrica tamamlanmis kuramlar da degiller, cünkü kuramin kestirimde bulunmadigi degerlere sahip, ancak deneylere uygun olsun diye secilmis bircok parametre icerir. yine de, eksiksiz, tümüyle birlestirilmis bir kurama dogru atilan bir adim olabilirler.

kütlecekimi diger kuvvetlerle birlestiren bir kuram bulmanin asil zorlugu, kütlecekimi kuraminin -genel göreliligin- kuvantum kuramini icermeyen tek kuram olmasidir; kütlecekimi kurami belirsizlik ilkesini hesaba katmaz. yalniz, diger kuvvetlerin kismi kuramlari temel olarak kuvantum mekanigine dayandigindan, kütlecekimini diger kuramlarla birlestirmek, bu ilkeyi genel görelilige dahil edecek bir yolun bulunmasini gerektiriyor. ancak simdiye kadar kütlecekimi kuvantum kuramini bulabilen biri cikmadi...

[gulistan_2]

Ynt: Doga gücleri ve fizigin birlestirilmesi'nden notlar (Stephen Hawking'den)

1984'te sicim kuramina duyulan ilgi aniden, iki nedenle yeniden canlandi. ilk neden, süper kütlecekiminin sonlu oldugunu göstermekte ya da süper kütlecekiminde gözlemlenen parcacik türlerinin aciklamasinda pek bir ilerleme olmamasiydi. ikinci neden ise, John Schwarz'in bu kez Londradaki Queen Mary College'tan Mike Green'le birlikte yayimladigi makaleydi. makalede, sicim kuraminin, gözlemledigimiz bazi parcaciklardaki gibi, solak yapida parcaciklarin varligini aciklayabilecegi anlatiliyordu. (deneysel ortami bir aynaya yansitarak degistirdiginizde cogu parcacigin davranisi ayni kalir, ama solak yapidaki parcaciklarin davranisi degisir. iki elini birden kullananlar gibi degil, sol ya da sag elini kullananlar gibi davranirlar) nedeni ne olursa olsun, cok gecmeden pek cok bilimci sicim kurami üzerinde calismaya basladi ve gözlemledigimiz parcacik türlerini aciklayacakmis gibi görünen yeni bir yorum gelistirdi.

Sicim kurami sonsuzluklara da yol acar, ama dogru bir uyarlamayla (bu henüz kesin olarak bilinmiyor) hepsinin yok edilecegi düsünülüyor. ancak sicim kuramlarinin daha büyük bir sorunu var: uzay-zaman dört yerine ancak on ya da yirmi alti boyutlu olursa, tutarli görünüyorlar! Elbette, fazladan uzay-zaman boyutlari bilimkurgu icin siradan bir durum. aslinda, genel göreliligin isiktan hizli gidilemeyecegi ya da zamanda geriye gidilemeyecegi gibi normal kisitlamalarini asmak icin mükemmel bir yol bulmuslar. bilimkurguya göre, bu fazladan boyutlarin arasinda kestirme yollar var. bu durumu söyle hayal edebilirsiniz: icinde yasadigimiz uzayin yalnizca ikiboyutlu oldugunu, bir capa demirinin halkasi ya da cöregin yüzeyi gibi egrilmis oldugunu düsünün. halkanin ic kismindaysaniz ve halkanin ic kisminda karsidaki bir noktaya gitmek istiyorsaniz, halka boyunca, hedef noktaya varincaya kadar yürürsünüz ancak ücüncü boyutta yolculuk yapabiliyorsaniz, halkayi birakip, dogrudan karsiya gecersiniz.

Bu fazladan boyutlar gercekten varsa onlari nicin farketmiyoruz? nicin sadece üc uzay bir de zaman boyutunu görebiliyoruz? bu noktada diger boyutlarin bizim alisik oldugumuz boyutlara benzemedigi öne sürülüyor. cok kücük bir uzay parcasinda, bir santrimetrenin milyon x milyon x milyon x milyon x milyonda biri gibi bir ölcüde egrilmis duruyorlar. bu o kadar kücük bir alan ki, fark etmemiz mümkün degil; biz ancak, uzay-zamanin oldukca düz oldugu bir zaman boyutunu ve üc uzay boyutunu görebiliyoruz. bunun nasil isledigini görmek icin, bir zaman parcasinin yüzeyini düsünün. yakindan bakarsaniz yüzeyin iki boyutlu oldugunu görürsünüz. yani, saman parcasinin üzerindeki bir noktanin konumu iki sayiyla belirlenir.: saminin uzunlugu ve dairesel boyutun cevresi. ancak dairesel boyutu, uzunluk boyutuna göre cok daha kücüktür. bu yüzden, bir saman parcasina uzaktan baktiginizda, samanin kalinligini göremezsiniz ve saman tekboyutlu görünür. yani, samanin üzerindeki bir noktanin konumunu belirlemek icin, sadece samanin uzunluguna ihtiyaciniz varmis gibi görünür. uzay-zamanda da durum böyledir; sicim kuramcilarina göre, cok kücük ölceklerde on boyutludur ve iyice egrilmistir, ancak büyük ölceklerde egriligi veya ekstra boyutlari göremeyiz.

Eger bu dogruysa, sözde uzay yolculari icin kötü haber demektir; ekstra boyutlar uzay gemilerinin gecemeyecegi kadar kücük olacaklardir. ancak bu durum bilimciler icin de büyük bir sorundur: neden boyutlarin hepsi degilde bazilari kücük bir topun icinde egrilip kalmistir? herhalde evrenin ilk zamanlarinda bütün boyutlar egrilmisti. peki diger boyutlar iyice egrilmis dururken, neden üc uzay boyutu ve bir zaman boyutu cözülüp acilmis?

[gulistan_2]

Ynt: Doga gücleri ve fizigin birlestirilmesi'nden notlar (Stephen Hawking'den)

Bunun mümkün olan yanitlarindan biri; "var oldugumuz icin evreni oldugu gibi görüyoruz" diyen antropik ilkedir. antropik ilkenin zayif ve güclü olmak üzere iki türü vardir. zayif antropik ilkeye göre, uzay ve zaman icinde sonsuz ya da büyük bir evrende, zeki yasamin gelismesi icin gereken kosullar, uzay-zamanda sinirli olan belli bölgelerde bulunabilir ancak. bu nedenle, bu bölgelerdeki zeki varliklar, evrende bulunduklari yerin kendi varliklari icin gereken kosullara sahip oldugunu gözlemlediklerinde sasirmazlar. bu biraz, varliklarin yasadigi mahallede yasayan ve yoksullari hic görmeyen bir varliklinin durumuna benzer.

bazilari daha da ileri gider ve ilkenin daha güclü yorumunu öne sürer. bu kurama göre, hem farkli evrenler, hem de bir evren icinde her biri kendi ilksel durumuna ve -belki de- kendi bilim yasalarina sahip pek cok farkli bölge olabilir. bu evrenlerin cogunda kosullar karmasik organizmalarin gelismesi icin elverisli olmayacaktir, sadece bizimki gibi evrenlerde zeki varliklar gelisip, "Evren neden bizim gördügümüz gibi?" sorusunu sorabilir. o zaman yanit basittir. evren farkli olsaydi, biz burada olmazdik!

zayif antropik ilkenin gecerliligini veya yararlarini tartisacak cok az kisi olsa da evrenin gözlemlenen durumu olan güclü antropik ilkeye pek cok itiraz gelebilir. örnegin, bütün bu farkli evrenlerin var oldugu hangi anlamda söylenmektedir? eger bu evrenler gercekten birbirlerinden ayriysa, baska evrende olan bir seyin, bizim evrenimizde gözlemlenebilir sonuclari olamaz. bu nedenle tutumluluk ilkesini kullaniriz ve o evrenleri kuramdan cikaririz. öte yandan, eger bunlar tek bir evrenin farkli bölgeleriyse, bilimin yasalari her bölge icin ayni olmak zorunda, cünkü öyle olmasaydi bir bölgeden digerine kesintiye ugramadan gecemezdik. bu durumda, bölgeler arasindaki tek fark, ilksel durumlarinda olacak, böylece güclü antropik ilke, zayif antropik ilkeye dönüsecektir.

[gulistan_2]

Ynt: Doga gücleri ve fizigin birlestirilmesi'nden notlar (Stephen Hawking'den)

sicim kuramindaki ekstra boyutlarin neden egrilip kaldiklari sorusuna antropik ilkenin verebilecegi bir yanit vardir. iki uzay boyutu, bizim gibi karmasik varliklarin gelisebilmesi icin yeterli degildir. örnegin, bir cemberde (ikiboyutlu dünyanin yüzeyi) yasayan ikiboyutlu hayvanlar, birbirlerini gecebilmek icin, birbirlerinin üzerine tirmanacakti. ikiboyutlu bir hayvan bir sey yediginde bunu tümüyle sindiremeyecek, sindirim artiklarini yuttugu yoldan geri cikarmak zorunda kalacakti, cünkü gövdesini boydan boya kat edecek bir sindirim yolu hayvani iki ayri parcaya bölecekti, ikiboyutlu varligimiz parcalanacakti. ayni sekilde, ikiboyutlu bir yaratikta kan dolasiminin nasil olacagini düsünmek de cok zordur.

ücten fazla boyutlu uzayda da sorunlar olacaktir. iki cisim arasindaki kütlecekii kuvveti uzakliga göre, üc boyutta oldugundan cok daha cabuk azalacaktir. (üy boyutta, uzaklik iki katina ciktiginda kütlecekimi kuvveti dörtte bir oraninda azalacaktir. dört boyutta sekizde bir oraninda, bey boyutta on altida bir oraninda vs. azalacaktir) bunun önemli sonucu, dünya gibi gezegenlerin günes etrafindaki yörüngelerinin kararsiz olmasidir. dairesel yörüngeden (diger gezegenlerin kütlecekimlerinin neden olabilecegi) en ufak bir sapma, dünyanin sarmallar cizerek günese dogru yaklasmasiyla ya da ondan uzaklasmasiyla sonuclanacaktir. bu durumda ya donardik ya da yanardik. aslinda, ücten fazla boyutta kütlecekiminin uzakliga göre ayni sekilde islemesi demek, günes, basincin kütlecekimi kuvvetini dengeledigi kararli durumda var olamaz demektir. günes bu durumda ya parcalanir ya da cökerek bir kara delik olusturur. her durumda, dünyadaki yasam icin isi ve isik kaynagi olmasi mümkün degildir. daha kücük ölceklerde, elektronlarin cekirdek etrafinda dönmesini saglayan elektriksel kuvvet, tipki kütlecekimi kuvveti gibi hareket eder. böylece elektronlar ya atomdan kacar ya da spiraller cizerek cekirdegin üzerine düser. her iki durumda da bildigimiz atomlar olmaz.

bu durumda yasamin, en azindan bizim bildigimiz bicimiyle, bir zaman üc uzay boyutunun kücük bir noktada bükülüp kalmadigi uzay-zaman bölgelerinde ancak var olabilecegi aciktir. yani biz, zayif antropik ilkeye basvurabilir ve sicim kuraminin en azindan böyle bölgelerin varligina olanak tanidigini gösterebiliriz; sicim kurami gercekten de bunu gerceklestiriyormus gibi görünüyor. evrenin baska bölgeleri ya da bütün boyutlari kücücük bir noktada egrildigi ya da dörtten fazla boyutuyla hemen hemen düz olan baska evrenler (bu her ne demekse) olabilir, fakat böyle bölgelerde farkli sayidaki etkin boyutu gözlemleyen zeki varliklar olmayacaktir.

sicim kuraminni öngördügü ekstra boyutlarin milyonlarca sekilde egrilmis olabilecegi sorunun yani sira, kuraminin bir baska sorunu da, ortada en azindan bes farkli sicim kurami (ikisi acik uclu, ücü farkli sekillerde kapanmis sicim kuramlari) olmasidir. neden sadece bir sicim kuramini ve bir egrilmeyi secmiyoruz? bir süre bu sorunun yaniti yokmus gibiydi ve batakliga saplanildigindan ilerleme saglanamiyordu. sonra 1994'te insanlar ikiligin ne oldugunu anlamaya basladilar; farkli sicim kuramlari ve ekstra boyutlarin farkli sekillerde egrilmeleri, dört boyutta ayni sonuclari veriyordu. dahasi, tipki uzayda tek noktayi isgal eden parcaciklar gibi, uzayda ikiboyutlu ya da daha yüksek boyutlu yer kaplayan p-zar denilen nesneler bulundu. (bir parcacigi 0-zar, bir sicimi 1-zar olarak sayabiliriz; ancak p=2'den p=9'a kadar p-zarlar vardir ve bunlarin iki boyutlu zarlar oldugu düsünülebilir. daha yüksek boyutlu zarlari betimlemek daha zordur) süper kütlecekimi, sicim ve p-zar kuramlari arasinda bir tür demokrasi (esit konusma hakkina sahipler anlaminda) varmis gibi görünüyor; birbirlerine uyuyorlar, ama hangisinin digerlerinden daha esasli oldugunu kimse söyleyemez. hepsi de, daha temel bir kuramin her biri farkli gecerlilikteki degisik yaklasimlari gibi görünüyor.

insanlar bu temelde yatan kurami ariyorlar, ama simdiye kadar basarabilen olmadi. gödelin gösterdigi gibi temel kuramin, aritmetigin tek bir aksiyom sistemiyle formüle edilmesi gibi, tek bir formülü olmayabilir. kuram bir haritaya benzeyebilir, dünyanin ya da bir capa halkasinin yuvarlak yüzeyini tanimlamak icin tek ve düz bir harita kullanamayiz; her noktayi gösterebilecek dünya icin en azindan iki, halka icin dört harita kullanmaliyiz. her harita ancak sinirli bir bölgeyi gösterir, ama farkli haritalar üst üste bindirildiginde bütün bölgeyi görebiliriz. bir dizi harita yüzeyin tam bir betimlemesini saglar. ayni sekilde, fizikte de farkli durumlar icin farkli formüller kullanilabilir, ama iki farkli formül, ikisinin birden uygulandigi durumlarda birbirleriyle örtüsmelidir.

[gulistan_2]

Ynt: Doga gücleri ve fizigin birlestirilmesi'nden notlar (Stephen Hawking'den)

Eger bu dogruysa bir kuram tek bir varsayim sistemiyle ifade edilemese bile, farkli formüllerden olusan tam bir koleksiyon, eksiksiz birlestirilmis kuram olarak kabul edilebilir. birlestirilmis kuramin olmamasi mümkünmü? yoksa bir serabin pesine mi düstük? bu noktada üc olasilik var gibi:

1- gercekten eksiksiz ve birlestirilmis bir kuram var (veya birbirini tamamlayan formüller koleksiyonu var) ve yeterince akili olduguumuz bir gün bu kurami kesfedecegiz.
2- evreni aciklayan nihai bir kuram yok; sadece evreni gittikce daha dogru aciklayan, ama asla kesin olmayan sonsuz kuramlar dizisi var
3- evreni aciklayan bir kuram yok; belli bir boyutun ötesinde önceden kestirilemeyen olaylar, rasgele ve keyfi olarak gerceklesiyor

Bazilari, tam bir yasalar sistemi olsaydi, bu durum Tanrinin fikrini degistirme ve dünyaya karisma özgürlügünü ihlal ederdi düsüncesine dayanarak, ücüncü olasiligi savunacaktir. ancak, Tanri sonsuz güce sahip olduguna göre, eger isteseydi özgürlügünü ihlal edemez miydi? bu biraz eski bir paradoksa benziyor: Tanri, kaldiramayacagi bir agirlikta tas yaratabilirmi? Aslinda, Tanrinin fikrini degistirmek isteyebilecegi düsüncesi, Aziz Augustinusun belirttigi gibi, tanriyi zaman icinde var olan bir varlik olarak hayal etmekten kaynaklanan bir aldanmadir. zaman, tanrinin yarattigi evrenin bir özelligidir. galiba tanri, evreni yaratirken ne istedigini biliyordu!

Kuvantum mekaniginin bulunusuyla, olaylarin tam bir dogrulukla tahmin edilemeyecegini anladik; bir ölcüde belirsizlik hep olacakti. eger isterseniz, bu gelisigüzelligi tanrinin müdahalesi olarak kabul edebilirsiniz. ancak bu, bir amaca yönelik olduguna dair herhangi bir kaniti olmayan, tuhaf bir müdahaledir. aslinda, eger bir amaci olsaydi, tanimi geregi gelisigüzel olamazdi. günümüzde, bilimin amacini yeniden tanimlayarak, ücüncü olasiligi secenekler arasindan kesin olarak cikardik; amacimiz, olaylari belirsizlik ilkesinin tanimladigi sinira kadar kestirimde bulunmamizi saglayacak bir yasalar sistemi formüle etmektir.

ikinci olasilik, yani evreni gittikce daha dogru aciklayan sonsuz kuramlar dizisinin var olmasi, bugüne kadar bütün deneylerin birlestigi bir durum. var olan kuramla kestirimde bulunamayacagimiz yeni bir fenomeni kesfedebilmek icin ölcümlerimizin duyarliligini pek cok kez artirdik veya yeni bir gözlem bicimi gelistirdik ve bunlari aciklayabilmek icin daha ileri bir kuram gelistirmek zorunda kaldik. gittikce artan bir enerjiyle etkilesen parcaciklari arastirarak, simdi temel parcaciklar olarak kabul ettigimiz kuvark ve elektronlardan daha temel, yeni yapi katmanlari bulmayi gercekten umabiliriz.

[gulistan_2]

Ynt: Doga gücleri ve fizigin birlestirilmesi'nden notlar (Stephen Hawking'den)

kütlecekimi kuvveti, bu "kutu icinde kutu" dizisine bir sinir koyabilir. planck enerjisinden daha yüksek enerjisi olan bir parcacik bulunsaydi, kütlesi o kadar yogun olacakti ki, kendisini evrenin geri kalanindan ayirip, kücük bir kara delik olusturacakti. öyle görünüyor ki, biz daha yüksek enerjileri arastirdikca gelistirilen kuramlar sizisinin bazi sinirlari olmali, yani evrenin nihai bir kurami olmali. ancak Planck enerjisi, bugün laboratuvarlarimizda üretebildigimiz enerjinin cok cok ötesinde. parcacik hizlandiriciyla bu araligi yakin gelecekte kapatamayiz. ancak evrenin ilk evreleri, böyle enerjilerin ortaya ciktigi etkin alanlardi. evrenin ilk dönemlerini ve matematiksel tutarliliginin gereklerini arastirmak, bugün yasayanlarin bazilarinin ömürleri bitmeden tam bir birlesik kurama ulasmamizi saglayacaktir, elbette budnan önce kendimizi havaya ucurmamissak!

Evrenin nihai kuramini kesfetmemiz ne anlama gelecek?
kuram kanitlanamayacagi icin, gercekten dogru kurami buldugumuzdan asla emin olamayacagiz. ancak kuram matematiksel olarak tutarliysa ve her zaman gözlemlere uyan kestirimlerde bulunduysa, bunun dogru kuram oldugundan makul ölcülerde emin olabiliriz. bu durum, insanin evreni anlamak icin gösterdigi akilci cabanin tarihinde, uzun ve muhtesem bir bölümün sonunu getirecektir. fakat siradan insanin evreni yöneten yasalara iliskin anlayisini kökten degistirecektir.

Newton döneminde, egitimli birinin insanligin bütün bilgisini, en azindan genel hatlariyla kavramasi mümkündü. ancak gecen zaman icinde, bilimin gelisme hizi bunu olanaksiz kildi. kuramlar, yeni bir gözlemi aciklayacak sekilde süreki degistirildiklerinden, siradan insanlarin anlayabilecegi sekilde basitlestirilip, sindirilemiyor asla. mutlaka bir uzman olmaniz gerekiyor, bu durumda bile sadece bilimsel kuramlarin kücük bir bölümünü gerektigi gibi kavrayabilmeyi umabilirsiniz. dahasi, gelisme o kadar hizli ki, okulda ya da üniversitede ögrendiginiz seyler hep biraz eski kaliyor. bilginin hizla ilerleyen ön saflarina ayak uydurabilen cok az insan var ve onlar da bütün zamanlarini adayip, kücük bir alanda uzmanlasiyorlar. insanlarin geri kalani yapilan ilerlemelerden ve bunlarin yarattigi heyecandan pek haberdar degil. öte yandan, Eddingtona göre, yetmis yil önce genel görelilik kuramindan anlayan sadece iki kisi vardi. oysa bugün, on binlerce üniversite mezunu bu kurami anliyor ve milyonlarca insan en azindan kurama asina. eger tam ve birlesik kuram bulunursa, kuramin ayni sekilde sindirilip sadelestirilmesi, okullarda en azindan ana hatlarinin ögretilmesi sadece bir zaman sorunu olacaktir. böylece hepimiz, evreni yöneten ve varligimizdan sorumlu olan yasalari bir ölcüde anlayabilecegiz

[gulistan_2]

Ynt: Doga gücleri ve fizigin birlestirilmesi'nden notlar (Stephen Hawking'den)

Tam ve birlesik kurami bulsak bile bu, iki neden yüzünden genelde kestirimde bulunabilecegimiz anlamina gelmeyecektir. ilk neden, kurvantum mekaniginin belirsizlik ilkesinin kestirimde bulunma gücümüze getirecegi sinirdir. ancak uygulamada, bu ilk sinir, ikincisinden daha kisitlayicidir. bu kisitlama, böyle bir kuramin denklemlerini, cok basit durumlar disinda cözebilmemizin hemen hic mümkün olamayacagi gercekginden kaynaklanir. daha önce de söyledigimiz gibi, bir cekirdek ve birden fazla elektron iceren atomun kuvantum denklemini kimse cözemez. üc cismin hareketini, newtonun kütlecekimi kurami gibi basit bir kurama göre bile cözemiyoruz, cisimlerin sayisi ve kuramin karmasikligi yüzünden zorluk daha da artiyor. tahmini cözümler uygulamalar icin genellikle yeterli, ama bunlar, "herseyin birlestirilmis kurami" kavraminin yarattigi beklentileri karsilamaktan cok uzak.

bugün, maddenin davranisini yöneten bütün yasalari, en uc kosullar disinda, zaten biliyoruz. özellikle de bütü kimya ve biyolojinin temelinde yatan esas yasalari biliyoruz. ancak bu konulari, cözülmüs sorunlar konumuna kesinlikle indiremedik. ve hala, insan davranisi üzerine matematiksel denklemlere göre kestirimde bulunmakta kücücük bir basariya bile ulasamadik!

Yani, temel yasalarin tam bir sistemini bulsak bile bu, önümüzde, karmasik ve gercekci durumlarin olasi sonuclarini ise yarayacak sekilde kestirebilmemizi saglayacak daha iyi yaklasim yöntemlerini gelistirmek gibi, zihinsel olarak cok zorlayici ve yillarimizi alacak bir görev olacak. tam, tutarli ve birlesik bir kuram sadece ilk adim olacaktir, bizim amacimiz cevremizde olanlari ve kendi varligimizi bütünüyle anlayabilmektir.