Fizikçilerin Zaman’ı

“Mümkün olsa, Zaman’da yolculuk iki farklı Zaman’ın varlığını zorunlu kılar: “Üzerinde” seyahat edilen, dış Zaman ve yolcunun zamanı, iç Zaman…Fizikçiler için ortak ve evrensel bir zaman kavramı (şimdilik) yok…“

Sunuş: Etienne Klein 1958 doğumlu bir Fransız fizikçisi. Ayrıca Bilim Felsefesi üzerine doktora yapmış. Enerji, savunma ve bilgi teknolojileri alanında araştırma yapan CEA adlı kamu kurumunda araştırma müdürü. Şu an nanoteknoloji, lazerler, Güneş, nötronlar üzerine çalışmalar yapan Madde/Malzeme Bilimleri Laboratuarı LARSIM‘i yönetiyor. CERN’deki parçacık hızlandırıcının tasarımına katkıda bulunmuş. Kuantum fiziği ve parçacık fiziği dersleri vermiş. (Kendisini tanımak için buradan videolar izlenebilir). Okuyacağınız bu makale Klein’in üniversite derslerinden ve halka açık konferanslarından derlenmiş notların dilimize çevirisidir.”Çevirenin  Notu” mânâsında ç.n. ifadesi koydum ve açıklamalar yaptım. Dilimizde olmayan bazı vurguları ifade etmek için büyük harf ve koyu yazı( bold) kullandım.

Fransızca kullanan okurlarımız Fizik’te Zaman kavramı üzerine verilmiş şu konferansı da izleyebilirler:

Bölümler: 1, 2, 3, 4.

Fizikçilerin Zaman’ı (Etienne Klein, çeviren: Mehmet Yılmaz)

Tanıdık görünüşüne rağmen Zaman kavramı bir sürü çelişkinin, fikrî çıkmaz sokağın kaynağıdır ve bu çelişkiler biz Zaman’ı anlamaya çalıştıkça artar adeta. Aziz Agustinus’tan beri bilinen ilk açmaz “zaman” kelimesinin ifade etmesi geren şey hakkında hiç bir şey söyleMEmesidir. İlk bakışta “zaman” kelimesi bilinebilecek bir nesneyi ve dumanı üstünde bir tecrübeyi anlatır. Ama içeriğini kavramak, ihata etmek istediğinizde ellerinizin arasından kayıp gider, sisler içinde kaybolur. Elbette Zaman’ı tarif etmeye çalışabiliriz:

1. Hiç bir şey olmadığı sırada olan/geçen şeydir,
2. Olayların birbirini takip sürecidir,
3. Gelmekte olan gelecektir,
4. Her şeyin bir anda olup bitMEmesi için doğanın icad ettiği bir kolaylıktır.

Ama bu tanımlar bile Zaman’ı içerir veya Zaman’ın halihazırda var olduğu kabulünden hareketle yapılmıştır. Bu sebeple yukarıdaki tanımların birer metafor olduğunu ve Zaman’ı bütün olarak tarif edemediklerini de söylemek gerekir.

Kanaatimce bu çaresizlikten bizi kurtarabilecek tek kişi Ludwig Wittgenstein olabilir: (ç.n. mealen)

“Kelimelerin anlamları bizim dışımızda ve bizden bağımsız bir güç tarafından verilmez ki onların gerçek anlamları üzerine bilimsel araştırmalar yapılabilsin. Bir kelimenin anlamı ona kullanan kişinin verdiği anlamdır”.

Demek ki kelimelerin anlamları onları kullanma şeklimizden başka bir şey değil. Bir kelimenin “arkasında” kesin bir gerçeklik olduğundan emin olamayız. Bir kelimenin gerçek anlamını  ya da sakladığı anlamları sorgulamak yersizdir.

İşte bu sebeple fizikçiler Zaman’ı tam olarak tarif etmeye muktedir olaMAdılar ama onu kullanışlı bir kavram yaptılar. Genellikle Zaman üzerine tefekkür ederken konumuzun ne tür bir nesne olduğunu bilmiyoruz. Zaman nasıl bir nesnedir?

• 1) Doğal olarak var olan bir nesne?
• 2) Doğal süreçlerin bir veçhesi?
• 3) Kültürel bir nesne?
• 4) Dilimizde bir isim olduğu için mi bir nesne olduğuna inanıyoruz?
• 5) Saatler gerçekte neyi gösteriyor?
• 6) Zaman’ı “ölçebildiğimiz” için midir ki günlük dilde Zaman bir nesne gibi algılanıyor?
• 7) Zaman algımız ve bu konudaki fikirlerimiz Zaman’ın Hakikat’i ile ne kadar örtüşüyor?
• 8) Fikrî bir nesne olarak Zaman her bir insanın özel olarak inşa ettiği bir algı değil mi?
• 9) Zaman’ın Mekân üzerinde bıraktığı izler dışında da bir belirtisi var mı? (Erozyon, düzenli kalp atışı…)

İkinci bir zorluk da diğer nesnelerin aksine Zaman ile aramıza mesafe koymanın imkânsızlığından kaynaklanıyor. Onu ölçebiliyoruz ama gözlemleyemiyoruz çünkü Zaman’ın etkisi altındayız. Çaresiz bir şekilde Zaman’ın içindeyiz.

Üçüncü zorluk kaynağı Zaman’ın 5 duyumuzla algılanabilecek bir “madde” olMAması. Brüt haliyle algılanması imkânsız. Aylarca mağaralarda veya askerî sığınaklarda kalan insanlar dış kaynaklı mihenk taşlarından uzakta olunca Zaman algısını kaybettiler. Biyolojik saatleri onlara yetmedi.

Son olarak Zaman’ın paradoksu hatta yok oluşu var. Geçmiş artık yok, Gelecek henüz gelmedi, Şimdi ise başladığı anda bitmeye, yok olmaya doğru yönelmiş. YOK-luğa bu denli yakın duran Zaman’ın VAR-lığını nasıl tasavvur edebiliriz? Wittgenstein’ın dediği gibi:

 “Şimdi geçmiş olduğunda nereye gidiyor? Nerede Geçmiş? İşte felsefenin en büyük zafiyeti!”.

Marcel Conche Zaman ve Kader adlı eserinde şöyle diyordu:

 “Zaman sadece yalanlanmış olarak gösteriyor kendini”.

Ama Zaman’ın bir hiç olduğunu söylersek bütün insanlık tecrübesini de yalanlamamız icab eder. Böyle bir hipotezin sonuçlarına katlanmaya hazır mıyız? Meselâ takvimler, saatler aracılığıyla Zaman’ın üzerimizde kurduğu baskıyı yok saymaya kimin gücü yetebilir? Evet, Zaman’ın VAR-lığını tasavvur edemediğimiz gibi YOK-luğunu da düşünemeyiz.

Bizce en az iki çeşit zaman vardır: Fizik zaman (saatlerin zamanı) ve öznel zaman (bilinç zamanı). Birincisi, en azından teorik olarak bize bağlı değil, homojen ve kronometre ile ölçülebilir. İkincisi bizim içimizde, bize bağlı ve tekdüze bir biçimde akmıyor. Akışkanlığı o kadar değişken ki geçişi hissedilen süre bile bir kişiden diğerine farklı olabiliyor. Görünen o ki aynı zamanda iki farklı kişi yok. Yapılan anketlere göre hissettiğimiz sürenin uzunluğu yaşanan olayların yoğunluğuna ve insanın yaşına göre değişiyor. Psikolojik zamanımız özünde esnek bir zaman.

Fizik ve psikolojik bu iki zamanın daha basit, ek bir zamanda birleştirilebilmesi imkânsız görünüyor. Dünya zamanıyla nefsin (ç.n. orijinal metinde l’âme – “ruh” olarak da çevirilebilir.) zamanını birbirine endeksleme çabası başarısızlığa mahkûm. Bu mahkumiyet “Şimdi” kavramının iki farklı anlamında bile sezilebilir:

• 1) Noktasal bir an,sonsuz bir geçmiş ile sonsuz gelecek arasında, uzunluğu olmayan bir kesme hattı, bir sınır.
• 2) Yaşayan bir “Şimdi“, daha yeni geçmiş bir Geçmiş ve hemen gelmek üzere olan bir Gelecek ile dopdolu, anlamı, belli bir “kalınlığı” olan bir Şimdi.

Hiç bir hissimiz bize noktasal anların birleşip anlamlı bir Süre’ye dönüşmesinin simyası hakkında ip ucu vermiyor. Anların geçişini hissetmiyoruz. Bu çatışmayı en güzel anlatan belki de hayatın kısa, aşkların geçici ve ölümün kesin olduğunu söyleyen o ünlü halk şiiri.

Hangi disiplinden olursa olsun bütün bilim adamları zaman ile bir sorun yaşıyorlar. Ben özellikle fizikten bahsetmek istiyorum. Zaman ve Fizik bilimini bağlamak garip görünebilir. Çünkü Fizik Bilimi itiraf etmese de Zaman’ı devreden çıkarmaya çalışır. Zaman değişkendir, istikrarsız, uçucu… Oysa Fizik değişimden münezzeh ilişkileri ifade etme peşindedir. Doğa üzerine neredeyse tanrısal bir gözlem noktasına erişme arzusu sebebiyle Fizik Değişmez’i, Mutlak’ı arar. Ama uygulamada hep Zaman engeliyle karşılaşır.

Zaman’ı bir nehrin akışına benzeten yaygın metaforu ele alalım. Akma, takip etme, süre ve geri döndürüleMEZ olma gibi kavramları çağırıştırır. Bu simgeler fizikçilerin temel sorgulamalarının konusudur. Bir akma/akış var mı? Zaman’ın akışı esnek mi? Klasik fizik bu konuda görelilik ile aynı yanıtı vermez. Süre midir söz konusu olan? Kâinat’ın tarihi, yapısı ve geleceği ile uğraşan kozmologlar Zaman’ın bir başlangıcı ve bir sonu olup olmadığını bilmek isterler.

Evet, bir nehir gibi akar zaman geçmişten geleceğe doğru. Ama bu geri çevirilmezlik Zaman’ın bir karakteri değil onun dünyasallaşmış halidir. (ç.n. Orijinal metinde “il est la temporalité même du temps“ Yani zamandan ve mekândan münezzeh bir Mutlak Zaman’ın dünyevi tecellisidir.) Peki ya Zaman’ın içinde olan fiziksel olaylar? Geri çevirilebilirler mi? Fizik kanunlarının ters yönde işlemesi meselesi hakkında ne diyebiliriz?

Zaman Fizik’te t simgesiyle “ete bürünür”. Yani tek boyutludur, tek bir sayı tarihi belirtmek için yeter. Artı veya eksi ile yönü de değiştirilebilir. Fizikteki bu kullanım TEK BİR ZAMAN OLDUĞUNU ve ZAMAN’IN SÜREKLİLİĞİNİ peşinen kabul eder. Aslında bu kabul bizim hislerimiz içinde en sağlam olanına dayanır. Olaylar bazen aynı anda meydana gelebilir ama hiç bir zaman bir boşluk yoktur. Yani Zaman’ın geçmediği bir zaman yoktur. Mekân’ın aksine Zaman’ın topolojisi çok fakirdir. İki ihtimal var, ya düz bir çizgi ya da bir çember. Bir başka deyişle ya çizgisel, lineer bir zaman ya da bir çevrim, döngüsel zaman.

Döngüsel Zaman modeli bir çok mitolojik anlatıda vardır ama sebep-sonuç ilkesine uymadığı için Fizik Bilimi tarafından terk edilmiştir. Bu ilkeye göre sebeplerin sonuçlardan önce gelmesi zorunludur. Haliyle Zaman sıralı bir yapıya sahip olmalıdır ki bir noktanın diğerine göre önde/arkada olduğunu söyleyebilelim. Dairesel zaman kavramı ise zihnimizin ihtiyaç duyduğu sebep-sonuç zincirini “bozar”.

Zaman’ı temsil eden parametre açık veya gizli olarak bütün fizik formüllerinde vardır. Bu tabi “nahoş” bir durum zira daha önce de söylediğimiz gibi Fizik Bilimi Zaman’dan kurtulmaya çalışır. Zaman’dan bağımsız, “mutlak” gerçekleri ifade etmek ister. Bu meseleye çare bulmak için “Tarih” kavramı üzerinde düşünmek gerekir. Tarih dünyanın Zaman içinde değişime uğradığını varsayar. Oysa Fizikçinin aradığı ve Zaman’dan bağımsız olan kanunlar değişmezliği peşinen kabul ederler. Peki dünya bir sistem olarak mı görülmelidir yoksa bir tarih/hikâye olarak mı?

Bu bağlamda fizikçiler Yunan felsefesinin iki zıt ekseni arasında bölünmüşlerdir. Bir yanda Parmenides, Varlık’ın ve Mutlak Değişmezlik’in düşünürü. Diğer yanda Heraklitos, hareketin, dönüşümün filozofu.

Çağlar boyu süren bu tartışma iki grubu sürekli karşı karşıya getirdi:

1. Newton ve Einstein gibi Fizik’ten Zaman’ı tamamen silmek isteyenler,
2. Geri çevirilmezlik olgusunun Fizik’in her seviyesinde mevcut olduğuna inanan Fizikçiler.

Temel soru şu: Fizik Bilimi ne için vardır? Zaman’dan bağımsız, Mutlak’ı tarif etmek için mi vardır yoksa değişimlerin, dönüşümlerin kanunlarını keşfetmek için mi?

Tabi bu noktada şu soruyu da sormak gerek : Her fizik formülünde bir zamana raslamamızın sebebi nedir? Zaman’ın evrensel oluşu mu yoksa farklı şeylerin bir isim/kavram arkasında toplanması mı? Termodinamik zaman ile mekanik zaman aynı mıdır? Ya kozmolojik zaman?

Geri çevirilmezlik olgusu ışığında bu konuya eğilelim şimdi: Geçmiş bize yazılmış, sabitlenmiş gibi geliyor. Tabi ki hatırlayabiliyoruz ama geçmişi hissedemiyoruz. Gelecek ise bütün arzularımıza rağmen belirsiz. Gerçek ile bir bağı yok, çok sayıda ihtimal var. Günlük hayatta geçmiş ile gelecek arasında bir simetri yok.

Peki ya fiziksel olayların Geri çevirilebilirliği? Onlara göre de geçmiş ve gelecek arasında farklar var mı? Belki sizi şaşırtacak ama “zamanın oku” (ç.n. = Zaman’ın akışı, fr. fleche du temps, ing. arrow of time, timeline) adı verilen bu mesele henüz çözülmedi. Hatta son bilimsel gelişmeler hem soruyu hem de muhtemel cevapları daha da karmaşık bir hale getirdi. Zaman’ın teorideki yeri sürekli değişiyor.

Başlangıçta fizikçiler Zaman’ı tıpkı Mekân gibi olayların “içinde” olup bittiği doğal bir çerçeve gibi düşünmüştü. Daha sonraları yine Fizik’in ihtiyaçlarına cevap vermek için bakış açısı tam tersine çevrildi. Özellikle de Einstein’in rölativite teorisi ve kozmoloji doğurdu bu ihtiyaçları. Bu yeni bakış açısına göre Zaman ve Mekân artık fizikî olayları içeren bir çerçeve ya da onların şekli değildi. Tersine fizikî olaylar onları tanımlıyor ve belirliyordu.

Zaman’ın ölçülebilen temel fiziksel bir büyüklük olarak görülmesi ilk defa Galileo Galilei ile başladı. Ölçülebilir ve temel fiziksel formülleri birbirine bağlayabilir, sıralayabilirdi. O döneme kadar Zaman daha çok sosyal olayların bir parçasıydı. Sayılarla, formüllerle bu şekilde iç içe geçmesi nispeten yeniydi. Galileo Galilei eğik düzlemler kullanarak cisimlerin düşmesini inceliyordu. Katedilen uzaklık olarak Mekân yerine Zaman kullanıldığı takdirde düşen cisimlerin çok basit bir kurala tabi olduğunu fark etti. Kazanılan hız düşme süresine orantılı olarak artıyordu.Modern dinamik doğmuştu.

Mekanik Zaman’ın tanımını ilk defa Newton Principia adlı kitabında verdi: Newton’a göre Zaman homojen bir biçimde akıyordu. Evrensel bir Mutlak idi. Cisimlerin uzay içindeki hareketleri peş peşe gelen anlardaki konumları olarak tarif edildi. Güzergâh (ç.n. = trajectoire) hesaplamalarında Zaman dinamiğin dışında bir parametre olarak görünür. Geçmişten geleceğe doğru akan, homojen, mutlak… Fakat ne gariptir ki Newton’un formüllerini kullanarak hem geçmişe hem de geleceğe doğru “gitmek” mümkündür. Çünkü Zaman’ın [formül içindeki] yönünü değiştirseniz dinamiğin temel kanunları bozulmaz.

Bu matematiksel yönteme göre geçmişten geleceğe yönelik her değişim ve dönüşüm tersinin de varlığını peşinen kabul eder. Yani tabiat her yaptığının tam tersini aynı süreç ile yapabilir. Newton’un üzerinde çalıştığı fizikî olaylar (sürtünme ihmal edilirse) gerçekten de ters çevirilebilir. Newtoncu Zaman ne yaratır ne de yok eder. Sadece olup biten şeylere bir tempo tutar ve güzergâhları işaretler. Vasıfsız, pütürsüz, bütün anların birbirinin aynı olduğu bir zaman.

Kant daha sonraları bu Zaman-Mekân çerçevesiyle çerçeve içindeki olayların ayrıştırılmasından istifade edecektir. Kant’a göre Zaman-Mekân insan algısına göre a priori şekillerdir ve tecellîlerin anlaşılması imkânını koşullandırır. (ç.n. tecellîler kelimesi fr. phénomènes‘in çevirisidir. Bilimsel anlamda “fizikî olay” olarak da çevirilebilirdi ama kanaatimizce burada Kant’ın Saf Aklın Eleştirisi adlı eserindeki fenomen-numen eksenine referans yapılıyor)

Newtoncu kanunların geri çevirilebilirliği 19cu asırda tam bir skandal olarak değerlendirildi. Özellikle Ludwig Boltzmann, Willard Gibbs, Ernst Zermelo, Joseph Loschmidt, ve daha sonraları Ilya Prigogine. İlk bakışta fiziksel olayların bir film gibi geriye sarılması insana saçma gelmez belki. Ama 19cu yüzyıl başında Sadi Carnot ısının mekanik enerjiye dönüşümünün tek yönlü (Sıcaktan soğuğa doğru) olduğunu ispat etti. 1824’te yayınlanan “Ateşin hareket ettirici gücü üzerine düşünceler” (Réflexions sur la puissance motrice du feu) isimli çalışması termodinamiğin ikinci ilkesinin bir taslağını içerir ki son hali 1865’te Rudolph Clausius tarafından verilmiştir.

Öncelikle her fizikî sistem için entropi adlı bir büyüklüğün varlığını kabul edilir. Entropi sistemin durumu tarafından belirlenir ve “düzensizlik-dağınıklık” derecesini temsil eder. Termodinamiğin ikinci ilkesi entropi miktarının etraftan soyutlanmış bir sistemde (fiziksel olaylar neticesinde) sadece artabileceğini söyler.

Meselâ bir küp şekerin ve şekersiz bir kahvenin toplam entropisi şekerli bir kahveninkinden azdır. Şeker mutlaka eriyecektir ve kahve soğusa bile şeker bir daha eski küp şeklini ve beyazlığını bulamayacaktır. Termodinamiğin ikinci ilkesi olayların geri çevrilemez olduğu yönündeki önsezimizi doğrular gibi…

Ama her zaman olaylara biraz daha yakından bakmak gerekir. Fizik kanunları içinde bazıları “temel kanunlardır”. Çünkü bunlar maddenin en temel “davranışları” ile ilgilidir, her şeyi açıklarlar. Bu kanunlara mikroskopik denir zira en basit yapı taşlarının, atomların ve moleküllerin kanunlarıdırlar. Önemli bir saptama yapmak gerekirse bu seviyedeki bütün formüller ters çevirilebilir. Bir parçacığın güzergâhı hem geçmişte hem de gelecekte aynı biçimde, sadece zaman değişkenini ters çevirerek hesaplanır.

Ama bu mikroskopik kanunların yanında maddenin davranışını daha genel olarak veren formüller vardır. “Makroskopik” denen bu formüller büyüklük olarak bize yakın olan fizikî olayların modelidirler. Ve geri çevrilemezler.Meselâ 1811’de Joseph Fourier tarafından ifade edilen sıcaklık formülü ters çevrilemez. Sıcaklık tek bir yönde yayılır, sıcaktan soğuğa. Tersi doğru değildir.

Eğer bir hareket veya dönüşüm sadece ve sadece daha küçük hareketlerin birleşmesi ise makroskopik formüller mikroskopik eşitliklerden yola çıkarak hesaplanabilmeli değil mi? Gelin görün ki mikroskopik eşitlikler Zaman’a göre ters çevirilebilir iken Makroskopik olanlar değil. Zincirin iki ucunu birleştirecek halka ne olabilir?

Entropi denen şeyin varlığını nasıl kabul edebiliriz? Mikroskopik seviyede sistemin evirilişi Zaman’a göre simetrik iken nasıl oluyor da makroskopik seviyede iken sistemin evirilişi dissimetrik (simetriyi bozucu) bir fonksiyona tabi olabiliyor?

Bu sorgulamayı daha derinlere götürmek isteyen Ludwig Boltzmann Newtoncu mekanik ile termodinamiğin ikinci ilkesi arasında bir bağlantı bulmak istedi. Çok sayıda parçacığın davranışını eksiksiz olarak formüllere dahil etme imkânı olmadığından Boltzmann istatistikten istifade etti ve kesin güzergâh hesaplamalarının yerine ihtimallere yöneldi.

1872’de gaz moleküllerinin konum ve hızlarının fonksiyonu olarak hesaplanacak matematiksel bir büyüklük ihdas edilebileceğini keşfetti. Çok şaşırtıcı bir keşifti bu zira çarpışan moleküllerin etkisiyle söz konusu büyüklük bir “denge” noktasına doğru evriliyordu. Şayet gaz denge halindeyse sabit kalıyordu… sanki Zaman geçmiyormuş gibi. Bir başka deyişle (işaret farkı dikkate alınmazsa) entropiye benzeyen bir büyüklüğü keşfetmisti Ludwig Boltzmann.

Böylece parçacıkların dinamiklerini hesaplamaya yarayan ters çevirilebilir formüller istatistik olarak birleştirildiğinde ters çevirilemez makroskopik eşitliklere varılabiliyordu. Buna bakarak Boltzmann ters çevirilemezlik olgusunu zayıf olasılıklı makro-durumdan daha yüksek olasılıklı makro-duruma evirilmenin bir sonucu olarak yorumladı.

İzole bir sistemin entropisinin artması moleküler bazda daha muhtemel durumlara evirilmeyi ifade eder. Termodinamik Zaman’ın oku (ç.n. = Zaman’ın akışı) “düzenli” halden “düzensiz” hale, dağılmaya, bozulmaya gitmekten ibarettir.

Ters çevirilemezlik adeta mucizevî bir biçimde hesaplamalar neticesinde çıkar ortaya. Ama bu hesaplar ters çevirilemezlik olgusunu makroskopik sistemlere özgü istatistik bir gerçeklik olarak yorumlar. Haliyle büyük bir serbestlik söz konusudur. Mikroskopik seviyede fizikî olaylar hâlâ ters çevirilebilir. Sonuç olarak gözlenen/saptanan bir durumdur (ç.n. fait, ing. fact) ama bir ilke değildir.

Tabi bu noktaya vardığınızda “Zaman bir aldanma, bir illüzyondur” demeye ramak kalmıştır. Albert Einstein dostu Michele Besso’nun ölümünün ardından ailesine yazdığı mektupta şöyle der: “Bizim gibi koyu fizikçiler için geçmiş, şimdi ve gelecek arasındaki fark bir illüzyondur… çok inatçı bir illüzyon olsa bile” (21 Mart 1955). Einstein’ın zaman konusundaki duruşu elbette hep bu kadar net ve katı olmadı. Belki bu mektupta sadece acılı aileyi teselli etmek istemişti ama yine de ters çevirilemezlik olgusunu ortadan kaldırmak umudu içindeydi. Ancak bu şekilde Fizik Zaman’sız bir geometri olabilirdi.

Diğer yandan kimi fizikçiler ters çevirilemezlik olgusunun bizim bilmediğimiz “ince ayrıntılardan” veya insanî öznelliğimizden (ç.n. orijinal metinde subjectivité humaine) kaynaklandığını kabullenmek istemediler. Çok temel bir şeyin gözlerden kaçtığını düşündüler. Ilya Prigogine bunlardan biriydi. Fransız matematikçi ve düşünür Henri Bergson’un “Zaman bir icattır ya da hiç bir şey değildir” şeklindeki sözünden fazlasıyla etkilendiğini itiraf ediyordu Prigogine. (Bergson, Evolution créatrice (1916), PUF, 1970, sf. 341) Ona göre makroskopik seviyedeki ters çevirilemezlik özünde mikroskopik seviyedeki rastlantısal bir vasfın ifadesiydi. Bir bakış açısı değil doğanın ayrılmaz bir parçasıydı. Prigogine’e göre:

“İstatistiksel tanımlama ters çevirilemezlik süreçler ve entropinin artışı gibi sonuçlar doğuruyor ama bu tanımlama bizim cehaletimizle veya kendimizi merkez almamızla beslenmiyor. Dinamik süreçlerin doğasının bir sonucu” (La Fin des certitudes, 1996, sf. 126.)

Böylece Prigogine “Zaman’ın akışı yoktur ama makro seviye bu illüzyon oluşur” demek yerine “Zaman’ın akışı vardır ama makro seviye bunun YOK olduğu illüzyonu oluşur” demiş oluyordu. Bu konuda fikirlerin zıtlaşması sürmektedir. Özellikle de klasik fiziğin inşa ettiği o güzel teorilerin ayan beyan taşıdığı ama hiç kâle almadığı ters çevirilemezlik olgusu tam bir muammadır. Üstelik klasik fiziğin yalnız olmayışı tartışmaları daha da renklendirmekte ve karıştırmaktadır. Modern fizik veya özel rölativite, genel görelilik, kuantum mekaniği, alanlar teorisi, kozmoloji… Kısaca birbirini tamamlayan bazen de yalanlayan nice teoriler, kavramlar ve bakış açıları. Şimdi bütün bu manzaraya biraz düzen vermeye çalışalım… En azından Zaman konusunda.

Öncelikle Einstein Maxwell’in elektromanyetizmasını mekaniğin rölativite ilkesiyle bağdaştırmaya çalıştı. Çareyi Zaman ve Mekân’ın yeniden tarif edilmesinde buldu. Bugüne kadar birbirinden ayrı olarak düşünülen Uzay’ı ve Zaman’ı birleştirdi, Uzay-Zaman kavramını ihdas etti. Eğer uzayda galileci referansı (ç.n. fr. référentiel galiléen, ing. Inertial frame of reference) değiştirirseniz Zaman kısmen Uzay’a dönüşür.

• Felsefî bir sonuç: Zaman Newtoncu kimliğini kaybeder, Mekân’ın dışında kalamaz ve dinamiğe bağımlı hale gelir.
• Uygulamadaki sonuç: Saatler uzayda hızla hareket ettiklerinde ritimlerini yavaşlatırlar. Zaman’ın esnekliğini ölçen bu yavaşlama muonlar gibi parçacıklarda düzenli olarak gözlenir. Muonlar ağır elektronlardır. Atmosferin yüksek katmanlarında kozmik ışıma neticesinde oluşur veya yapay olarak parçacık çarpışmalarıyla elde edilir. Yaşam süreleri 2.2 mikro saniyedir.

Görelilik teorisinin söylediği ve deneylerin tasdik ettiği bir saptama vardır: Muonların yaşam süresinin gerçekten parçacığın ortaya çıktığı ve yok olduğu anlar arasında geçen zamana tekabül etmesi parçacığın HAREKETSİZ olması halinde mümkündür. Aksi takdirde ne kadar hızlı giderse o kadar uzun yaşar (= uzayda yol alır). Işığın boşluktaki hızına yakın bir süratle yol alırsa ömrü 2.2 mikro saniyeden çok daha uzun olabilir.

(ç.n. Aşağıya(1) dipnot olarak rölativite/görelilik kuramı hakkında bir fikir vermesi amacıyla Türkçe Vikipedia‘dan uzun bir alıntı koydum. Detaylı biçimde bu konuyu anlamak isteyen okurlarımız şu web sayfalarındaki TÜBİTAK tarafından hazırlanmış hareketli ve sesli sunumlara erişebilirler Özel Görelilik – CD-1 , Genel Görelilik -CD-2 )

Rölativite teorisi Zaman hakkında daha bir çok kavramın değiştirilmesine mecbur eder bizi. Özellikle aynı anda meydana gelme, eşzamanlılık (fr. simultanéité) mutlak olmaktan çıkar. Bir gözlemci için gelecekte olan olaylar bir diğeri için geçmişte ve hatta bir üçüncü için şu an olmakta olabilir.

Bir başka deyişle bana göre olmakta olan olaylar hareket halinde bir gözlemci için henüz olmamış veya geçmişte kalmış olabilir. Artık kelimeler birden fazla anlam ile yükleniyor zira hareket halinde ne kadar gözlemci varsa o kadar temel saat vardır. Bütün saatlerin aynı saati göstermesini sağlayamayız. Bunu yapsak bile bir kaç saniye sonra farklı zamanları göstermeye başlayacaklardır. Her bir gözlemci kendi saati dışındakilerin yavaşladığını düşünecektir. Zaman’ın ortak bir referansının olmadığı bir nokta burası. Ama sebep-sonuç ilkesi muhafaza ediliyor. Eğer bir gözlemci için A olayı B olayından evvel olduysa (meselâ A’dan B’ye ışıklı bir işaret yollandı ise) bütün gözlemciler için bu böyledir. Geçmiş ve Gelecek belli bir mutlakiyeti muhafaza ediyor yine de.

Zaman’ın referansını değiştirerek Zaman’ın geçiş ritmini değiştirebiliyoruz ama ters çeviremiyoruz. Bunun için ışık hızından daha yüksek bir hızla hareket etmek gerekir ama görelilik teorisi bunun imkânsız olduğunu söyler. (Mümkün olsa, Zaman’da yolculuk iki farklı Zaman’ın varlığını zorunlu kılar: “Üzerinde” seyahat edilen, dış Zaman ve yolcunun zamanı, iç Zaman.)

Simdi biraz da kütlesel çekimden bahsedelim. Einstein’ın genel görelilik teorisine göre kütle çekimi uzayın maddî olarak içerdiği şeylerin birbirlerine uyguladıkları bir kuvvet değil. Bu kuvvet Uzay-Zaman’ın “geometrik” bir vasfı.

Bu kuvvetin bu şekilde Uzay-Zaman’a dahil oluşu onun eğilip bükülmesine sebep oluyor. Bu « Eğri Uzay » bünyesinde Uzay, Zaman ve Madde garip özellikler arz ediyorlar. Einstein’ın formüllerine göre enerjinin ve kütlenin yoğunluğu Uzay-Zaman’ı şekillendiriyor ve bu şekillenme uzaydaki cisimlerin dinamiklerini, güzergâhlarını etkiliyor. Bu koşullarda hem gözlemcilerin hızı hem de kütle Zaman’ın geçiş hızını etkiliyor. Bir başka deyişle Zaman gözlemlenen fiziksel olaylardan etkileniyor.

Kozmologların statik bir Uzay-Zaman görüşünü savunmaları beklenebilir bu noktada ama gerçekte durum tam da tersi. Bugün fizikçilerin neredeyse tamamı parçacıklardan oluşan Evren’in genişlemesi üzerine kurulu Big Bang modelini destekliyor. Ama Newton’un zamanı gibi”evrensel” olmakla beraber kozmologların zamanı aynı Zaman değil. Yine de her hangi bir ivmeye ya da kütle çekimine tabi olmayan gözlemciler saatlerini ayarlayarak Uzay’ın evrilme zamanını takip edebilirler. Bu “evrim zamanı” kozmologlara göre tıpkı Newtoncu zaman gibi tek yönde akıyor.

Kozmik zamanın başlangıcına gelince… Tıpkı Kâinat’ın başlangıcı gibi bir tür “ilkel uzayın” toz bulutları arasında kayboluyor. Bir fizikçi için Big Bang modelini kabul etmek fizik kanunlarını kullanarak geçmişe doğru sonsuza kadar gitmenin (ç.n. orijinal metinde  extrapolation) imkânsız olduğunu da kabul etmek demek.

Böyle bir geriye gidiş mutlaka çıkmaz bir sokağa varır çünkü kuantum fiziği ve genel rölativite mutlaka çatışmaya girer. Kısaca ne Kâinat’ın ne de Zaman’ın başlangıcı hakkında hiç bir şey bilmiyoruz. Ne zaman başladığını bilmediğimiz gibi nasıl başladığını da bilmiyoruz.

Kâinat’ın bir tarihi olduğunu biliyoruz. Ama bu bir başlangıcın olduğu anlamına gelir mi? Bu konuyu sorgulamaya başladığımız anda kendi acziyetimizi görüyoruz. Meselâ Zaman’dan önce başka bir zaman var mıydı? Değişim olmadan bir zaman tahayyül edebilir miyiz? Değişimden bahsedebilmemiz için bir şeyin değişmesi gerek ve o şey… Zaten Kâinat!

(ç.n. Etienne Klein‘ın Kuantum Mekaniği’nden bahsetmeye başlayacağı bu bölümde arzu eden okurlarımız bir hazırlık olarak determinizmin tarifi[2] ve determinizm-kuantum ilişkisi hakkında kısa bir hatırlatmayı dipnotlardan okuyabilirler[3])

Kuantum Mekaniği’nden bahsedelim biraz da. Atomun, özellikle de ışığın etkileşimi söz konusu olduğunda klasik fizik yetersiz kalıyor biliyorsunuz. Bu yetersizlik sebebiyle onun yerine konan Kuantum Fiziği tam bir devrim gerçekleştirdi. Öyle ki bugün Kuantum Fiziği’nden etkilenmeyen fizik dalı kalmadı.

Kuantik bir sistemin durumunu tarif etmek için, meselâ bir parçacık farz edelim, sistemin dalga fonksiyonu denen matematiksel bir kavram kullanılır. Genellikle bu sistemin fiziksel vasıflarından birinin (konumu, enerjisi,…) alması muhtemel değerlere tekabül eden terimlerin toplamıdır. Bu sistemin bir garipliği vardır: Bir ölçüm yaptığınızda (meselâ enerjisini ölçmek istediğinizde) dalga fonksiyonunda ani bir değişiklik meydana gelir. Dalga fonksiyonunun “çökmesi” denen bu olay bazı paradoksların da kaynağıdır. Bu paradokslar çeşitli yorumlara kapı açmıştır ama fizikçilerin çoğunluğunun kabulüne göre rastgele olduğu iddia edilen bir süreçtir bu. Ölçmeden önceki dalga fonksiyonu ancak bir ihtimal hesabı yapılmasını sağlar. Klasik fizikte kullanıldığı gibi determinist hesaplar yapmak imkânsızdır.

Pekâlâ Kuantik fizik açısından Zaman kavramına nasıl bakabiliriz? Basitleştirecek olursak Schrödinger’in formülüne odaklanabiliriz. Zira ışık hızına kıyasla “düşük” hızlarda kalındığı müddetçe geçerliliğini muhafaza eder. Bu formül dalga fonksiyonunun zaman içindeki evrilişini hesaplamaya yarar. Ters çevirilebilir ve determinist bir formüldür bu. Yani ilk bakışta bu formüldeki zamanın newtoncu zaman olduğu söylenebilir. Ama sistem üzerinde bir ölçme operasyonu gerçekleştirilirse teorik olarak hesaplanan ölçümlerden sadece bir tanesi gerçekleşir. Sanki ölçme işlemi geri çevirilemez biçimde sistemin üzerinde bir iz bırakmış gibi sistemin matematiksel tarifi ¨değişir. Ama Schrödinger’in formülü bu değişikliği vermez. Bu saptama kapsamında Zaman’ın akışı oldukça tuhaf zira geri çevirilemezliğin oluşumuna ölçme eylemi dahil olmuştur.

Gördüğünüz gibi Fizik Bilimi’nin her bir alanı Zaman’a ayrı bir kavram atfeder. Bir başka deyişle fizikçiler için ORTAK ve EVRENSEL bir ZAMAN kavramı (şimdilik) yok. Ortak bir teori de geliştirilemiyor haliyle. Termodinamik, kozmoloji ve Kuantum Fiziğinde gördüğümüz gibi Zaman akışına benzet küçük okçuklar var ama ANA ZAMAN OKU diyebileceğimiz, bütün fizikçilerin kullanabileceği ortak bir Zaman yok.

Öyle sanıyorum ki bu iki farklı düşünme şekli hem birbirine zıt hem de tamamlayıcı. Yani birincisi Tarih’e, Zaman’a dayanan ve ikincisi yani sonsuz bir var oluşa, Zaman’ın yokluğuna dayanan iki şekli kasdediyorum. Bu iki yol bizim Kâinat’ı anlayış sürecimizde birbirinden ayrılmaz gibi görünüyor.

Değişikliği açıklamak için sabitlere ihtiyacımız ve süreyi tahayyül edebilmemiz de ancak bazı « değişmezler » üzerinden gerçekleşiyor.

Dünya Zaman’ı ile nefsimizin Zaman’ı arasındaki bağlantıya gelince… Madde’nin Hayat’a dikildiği hat üzerinde aramak gerek bunu. Fizikçinin matematikleştirilmiş zamanı yaşanan Zaman’ı anlatmıyor. Tıpkı yaşamakta, hissetmekte olduğumuz Zaman’ın Fizik teorilerini tatmin etmemesi gibi.

Şemalarla kavramsallaştırırken Hakikî Zaman’ın bazı vasıflarını gözden kaçırdı mı fizikçiler? En azından Henri Bergson bu fikri savunuyordu. Fizik Bilimi ve genel olarak lisan ile sınırlanan insan zekâsı Zaman’ı doğru ifade edemiyordu. Akıp giden Zaman’ı gözlemlemek yerine kimi rastlantıları not etmekle yetiniyoruz. Zaman’ı homojen bir boyuta indirgiyoruz. Birbirine eşit, bir kolyenin incileri gibi birbirine karışmayan ve peşpeşe gelen anlar…

Yine Bergson’a göre böyle yaptığımız için sürenin gerçek doğası gözümüzden kaçıyor. O doğa ki kendini sürekli yeniden yaratıyor, sürekli bir icad, sürekli bir keşif, kesintisiz yeniliklerin doğması. Fizikçilerin tekrar eden yapayalnız tik-takları gerçek Zaman’ın ve Gerçek Hayat’ın hamuru, hammaddesi değil.

Çevirinin dipnotları

1° Genel görelilik kuramı, ivmeli devinim ile kütle çekimi açıklamasını özel göreliliğe birleştiren, genelleyen kuramdır. 1916’da Einstein tarafından ortaya konmuştur. Genel görelilikten önce, Newton’un kütle çekim kuramı geçerli kabul ediliyordu. Newton’un formülleri (yatay atış, dikey atış vb) bugün de duyarlılık gerektirmeyen uygulamalarda geçerlidir. Ancak aya roket göndermek gibi duyarlı işlerde Einstein formülleri kullanılmaktadır. Genel olarak Newton mekaniğinde Kuvvet (F), Görelilik kuramında ise Kütle (M) önemli ve önceliklidir. Genel görelilik ile Einstein şunları ortaya çıkartmıştır:

• Yerçekimi (kütle çekimi) ve ivmeli devinim birbirinden ayırt edilemez (Eşitlik ilkesi)
• Kütle, içinde bulunduğumuz uzay-zaman’ı eğip bükmektedir.
• Yerçekimi bir kuvvet değildir, uzay-zaman’ın geometrik eğriliğinden ortaya çıkar.
• Genel görelilik, kendi zamanı için inanılması güç pek çok öngörülerde bulunmuştur; bunlardan en önemlileri:
• Eğer kütle uzay-zamanı geometrik olarak eğiyorsa, Güneşin çok yakınından geçip gelen uzak yıldızların ışıkları eğrilmiş olmalıdır. Bu eğrilik güneş çektiği için dışbükey değil de uzay-zamanın eğriliğine uygun içbükey olmalıdır.
• Çok çok yoğun kütleler uzay-zamanı öylesine bükebilir ki, uzay-zaman kendi üstüne katlanır ve içine çöker, böylesine yoğun bir kütle görülemez çünkü ışık dahi bu uzay-zaman eğriliğinden, çökmesinden kurtulamaz.
• Kütle uzay-zamanı eğiyorsa bu eğilmeden zaman da etkileniyor (göreceli) olmalıdır. Eğilmiş zaman yavaş akmalıdır.
• Hareketli büyük kütleler etraflarındaki bir kısım uzay-zamanı da sürükleyebiliyor olmalıdır.
• Kütle uzay-zamanı eğiyorsa, kütle yakınındaki eğrilikten ilerleyen ışık, uzağındaki düzgün uzay-zamanda ilerleyenden daha uzun yol almalıdır.
• Yüksek kütleli oluşumların ani hareketleri uzay-zamanda ani değişimlere, eğrilik dalgaları oluşmasına neden olabilir.

Bu öngörülerin hemen hepsi 1916’dan günümüze dek gözlenebilmiş, defalarca kez denenmiş ve doğru çıkmıştır:

• 1919’da ilk kez İngiliz bilimciler güneş yakınından gelen ışığın eğri çizdiğini gözlemlediler. Daha sonraları yapılan bütün gözlemler eğriliğin GG’nin hesapladığı ile oldukça yakın olduğunu gösterdi.
• Evrende hiç ışık vermeyen ve etrafındaki her şeyi içine çekecek kadar yoğun kütle gösteren oluşumların varlığı tespit edildi. Kara delik adı verildi.
• Kütle yakınında ve uzağında çok hassas atom saatleri ile yapılan deneylerin hepsi kütle yakınında zamanın GG’nin hesaplarına uygun olarak yavaşladığını gösterdi.
• Geçen yıl açıklandığı üzere çok hassas jiroskoplarla donatılmış LEGOS1 ve LEGOS2 uydularının 11 yıl süren ölçümleri dünyanın etrafındaki uzay-zamanı sürüklediğini ortaya koydu.
• Güneşin ardına geçen Viking uzay araçlarından dünyaya gönderilen sinyallerin, olması gerekenden daha uzun sürede dünyaya ulaştığı, yani uzay-zamanın güneş tarafından eğilmesinden etkilendikleri ortaya çıktı.
• 1993’te Hulse ve Taylor, ikiz yıldızların spiral hareketinden uzay-zaman eğrilik dalgalarının oluşumunu gözleyerek nobel kazandılar.
• Kütle, uzayı olduğu kadar zamanı da bükmektedir. Zamanın bükülmesi kütlenin merkezinde geleceği işaret eder şekildedir. Eğer cisme etkiyen bir kuvvet yoksa, cisim kendi geleceğine doğru ilerlemektedir (düşmektedir).

2° Determinizm evrenin veya olayların ya da bir bilimsel disiplinin alanına giren tüm nesne ve olayların önceden belirlenmiş olduğu, onla­rın öyle olmalarını zorunlu kılan birtakım yasa veya güçlerin etkisiyle meydana geldikleri­ni ileri süren öğretiye verilen addır.Başka bir söyleyişle felsefe bağlamında, ahlâ­kın kapsamına giren seçimler de dahil, bütün olayların Özgür iradeyi ve insanın başka türlü davranabilme imkânını kabul etmeyen birta­kım önceden var olan zorunlu nedenler zinci­rinin zorunlu olarak belirlediğini savunan te­oridir. Buna göre insan iradesinin söz konusu zorunlu nedenler zincirine etkisi olmadığın­dan olayların meydana gelişinde nedenlerin gücü bulunmaktadır. Böylece nedensellik ilke­si determinizmde temel İlke olarak kabul edil­mektedir. Çünkü determinizme göre evrende akli bir yapı ve düzen vardır, dolayısıyla belirli nedenlerin veya durumların bilgisine sahip olunduğunda, o nedenlerin veya durumların ortaya çıkartacağı olayların bilgisini elde et­mek mümkündür. [KAYNAK]

3° Kuantum kuramı determinizmi yerle bir etmiştir.Temelinde belirsizlik yatan bu kuram her şeyin belirli olduğunu savunan Nedensellik ilkesini bir elektronun yörüngeler arası geçişini belirleyen herhangi bir etki olmadığını ve bu geçişlerin tamamen belirsiz,saptanamaz bir şekilde olduğunu öne sürerek yıkar.Bu kurama göre bir elektronun klasik fizikteki hesaplamalarla aynı anda hem hızının hem de konumunun bulunması mümkün değildir.Bu kanıya ışığın yapısı incelenerek varılmıştır.Işığı oluşturan yapı bir parçacık mıdır? Yoksa bir dalga mıdır? Soruları klasik fiziğin açıklanmasında kullanılan dilin ötesinde bir açıklama gerektirdiği için bu kuramı açıklamak yeni bir dilin oluşmasına bağlıdır.Her iki ihtimalin yani ışığın yapısının hem dalga hem de parçacık olması ihtimali klasik fizikte açıklanamayacak bir durumdur.En son iddia edilen görüş ışığın ne parçacık ne de kendi başına bir dalga olduğudur.Kimya derslerinden alışık olduğumuz tüm maddelerin atomlardan oluşması ve bu atomlarında kendi içlerinde elektron,proton,nötron gibi parçalıklardan meydana gelmelerini Kuantum Fiziği’nin merceğiyle bakarsak ve incelersek atomların parçalanmasının sonunun olmadığını görebiliriz.Bunu klasik fiziğin mercekleriyle baktığımızda anlamak mümkün değildir. [KAYNAK]

 

Etienne Klein’ın Fransızca Refereansları

• -Cohen-Tannoudji, G., Spiro, M., Matière-Espace-Temps, Poche Gallimard, 1989.
• – Prigogine, I. et Stengers, I., La nouvelle alliance (Gallimard) 1979 ; Entre le temps et l’éternité (Fayard), 1988.
• – de Broglie, L., Physique et microphysique (Albin Michel), 1956.
• – Hawking, S., Une brève histoire du temps (Flammarion) 1988.
• – Le temps et sa flèche, ouvrage collectif édité par Étienne Klein et Michel Spiro, Collection Champs-Flammarion, 1996.
• – Bachelard, G. , L’intuition de l’instant, Éditions Stock, 1992.
• – Desanti, J.T., Réflexions sur le temps, Grasset, 1992.
• – Guitton, J., Justification du temps, Quadrige, PUF, 1993.
• – Levinas, E., Le temps et l’autre, Quadrige, PUF, 1991.
• – Bergson, H., Durée et simultanéité, PUF.
• – Conche, M., Temps et destin, PUF, 1992.
• – Grimaldi, N., Ontologie du temps, PUF, 1993.
• – Klein, E., Le temps, Flammarion, collection ” Dominos, 1996.