Katalog

KAOS ARA İçimizdeki dünya açıklanal Matematiksel kaos kuramı üzerindeki çalışmalar, bizi çevreleyen dünyayı açıklayabilecek kadar yol aldı... Tıp bilimciler, özellikle fizyologlar, blr fırtınaya benzettikleri insan beyninin, düşünme biçimlerinin de kaos kuramıyla açıklanabileceğini düşünüyor. Yazan: Gary Taubes Çeviri: Murat Arın 2 nsan beyni, bir fırtınaya ya da SaI türn'ün halkalanna benzer. DamlaI yan bir musluk gibidir; kısacası kaoI tiktir. En azından, Paul Rapp'ın insanların düşünme blçlmlerl üstüne yıllar süren araştırmalarından sonra bu sonuca vardığı söylenebilir. Pennsylvania Medical College'da fizyolog olan Rapp, araştırmalarında yararlandığı kişileri elektroansefalografa bağlayarak, beyin dalgalarını inceledi. Rapp, bu deneyi her kişide iki kez uyguladı. Birincisinde kişi gevşemiş durumda hiçbir şey düşünmüyordu, ikincisinde ise yedi yüzden geriye yedişer yedişer sayıyordu. Rapp yedişer yedişer saymanın önemini şöyle açıklıyor: "Onar onar, beşer beşer, Ikişer Ikişer saymak, bir anlamda otomatlkleşmlştir ve düşünmenize, kendinizi zorlamanıza gerek yoktur." Rapp, insanları düşünmeye zorladığı zaman çok ilginç sonuçlar elde etti. EEG "Beyin etkinliğinin dinamik karmaşıklığında çok dramatik blr artış" kaydetmişti. Gevşemiş bir insanın beyni bir dizi alfa dalgası yayar. Bunlar kalp atışları gibidirler, fakat alfa ışınları tam anlamıyla düzenli değildir. Voltajın en yüksek ve en düşük olduğu noktalar arasmdaki aralıklar hafifçe değişir. Geriye doğru yedişer yedişer sayan bir Insanda bu değişlmler daha da düzensizleşir, önceden tahmin edilemez, karmaşık bir hal alır: Daha kaotik olur. Bu, kişinin deneyin baskısı altında zorlandığı ya da rastgele yanıtlar verdiği anlamına gelmez. Tam lersine, tam bir açıklıkla düşünüyor olabilirler. EEG'leri rastgele gürültülerin grafiklerine benzese bile, görünüş aldatıcıdır. Rapp'ın gözlemlediği "kaos", genelde kullanılan bütünüyle düzensizlik anlamından farklıdır. Bu, matematiksel birkaosturve gizll bir düzeni içerir. Rapp'ın düzensizlik içindeki düzen üzerindeki çalışmaları, son yıllarda hızlanan kaos kuramı araştırmalarının bir parçası olarak kabul edilebilir (BilimTeknik, sayı 126). Kaos kuramcıları, örneğin, hava durumunun önceden tahmin edilemezliğini, Satürn'ün halkalarının sabitliğini ve Plüton'un yörüngesindeki garipliği incelediler. Kaos kuramının uygulamalarının çoğu fizik alanında oldu. Son birkaç yıldır ise İnsan yaşamında kaos ve dOzen: Blr denlz kenannda, çim üzehnde darmadağmık duran insanlar. Blr şamın gelişlmini simüle edebiliyorlar. Sonuç: Yaşam kaos içinde gelişmektedlr. Yaşamın gizemleri jiMİ.j i '.j[|jjn|4 yaşamın gizemlerinin çözümlenmesinde de uygulanmaya başlandı; araştırmacılar gezegenlerin, fırtınaların yanı sıra, yaşayan organlzmalara da yöneldiler. Rapp da bu araştırmacılardan biri. Beyni, kalbi ve öteki fizyolojik sistemlerl anlamak için, kaosu anlamak gerektığine inanmaktadır. Kaos sözcüğü yeni yeni güncellik kazanmaktadır, fakat kaos kuramı, matematiğin uzun süredir ilgi çeken daha geniş bir alanının parçasıdır. Bu alan, "dogrusal olmayan dinamlklerdir"; bilim adamları arasında yükselen popülerliği, bilgisayarların kullanışlılığının ve gücünün artmasıyla koşut gitmiştir. Doğrusal olmayan dinamikler, Nevvton'dan beri bilimin temel aldığı klasik matematikten ayrılmaktadır. Özellikle fizikçiler için, anahtar matematiksel araç, doğrusal diferansiyel denklemler olmuştur. Doğrusal diferansiyel denklemin büyük avantajı, çözülmesinin yeterince kolay olmasıdır. Eğer bir mekanik sistem, örneğin düşen bir elma, bu tür bir denklemle tanımlanabiliyorsa, çözüm, zaman içinde sistemin nasıl bir evrim gösterebileceğini de kes'tirebilir. Bir başka deyişle, elmanın düşmeye başladığı zamanı ve hangi yükseklikten düştüğünü biliyorsanız (ilk koşullar), yere ne zaman ulaşacağını ve hangi hızda ilerleyeceğini hesaplayabilirsiniz. Üstelik, elmanın düşmeye başladığı yüksekliğin ölçüsü biraz yanlış olsa bile, tahmininiz çok yanlış olmayacaktır. Doğrusal sistemde, ilk koşullardaki küçük bir farklılık, sonuçta orantılı küçük bir farklılık olmasına yol açacaktır. Gerçekte, çoğu doğal sistem doğrusal değildir. Genelde, nedenden sonuca basit düz çizgiler halinde değil, etkinin neden üstüne geri itilimleri ve belki de onu Beynin işleyişi kaotik mi? Yanda normal bir beynin ve epileptik nöbet geçiren bir kişinin beyin grafikleri görülüyor. Dairesel doğal sistemler kuvvetlendirmesi sonucunda dairesel olarak ilerler. Ya da davranışlar, nedenlerle orantılı olmayan etkiler nedeniyle, ani geçişlerle belirlenir. Bu tür sistemleri tam olarak tanımlamak için, doğrusal olmayan denklemlere başvurmak gerekir. Böyle denklemlerin çözülmesi ise genelde çok karmaşıktır. Bu nedenle, bilim adamları, yakın zamana kadar, doğal dünyanın bu karmaşıklığı karşısında onu parçalara bölüp doğrusal denklemelerle özdeşleştirdi ya da bütünüyle göz ardı ettiler. Fizyoloji ve biyoloji, bu tür şaşırtıcı ver önceden tahmin edilemeyen davranışlarla doludur. Fakat bunlar, eskiden olduğu gibi rastgele değil, kaotik durumlar olarak tanımlanırlar. Doğrusal olmayan matematik, bu karmaşıklığı çözümlemek için yeni bir araç sunuyor. Ortodoks bilimsel yaklaşım, karmaşık bir sistemi parçalara ayırmakta ve temel unsurları üstünde yoğunlaşmaktır. Buna karşın, kaos kuramcıları, bir bütün olarak sistemin dinamikleri üstünde yoğunlaşırlar. Onlaragöre, beyin, eski indirgemeci yaklaşımın sınırlılığını gösteren en güzel örnektir. Kaliforniya Üniversitesi'nden nörofizyolog Stephan Foote, "Beyni hücre düzeyinde inceleyebileceğimlz araçlar geliştirdik. Bazı kimyasal bireşimlerin beyinde nasıl dağıldıklarını gösteren anatomik haritalar çizebllirlz; bunların tepki özelliklerini gösteren fizyolojik haritalar çizebiliriz. Yine de bu küçük bilglleri birleştirerek beynin nasıl çalıştığını gösteren yetkin bir kuram hazırlamak başarısına henüz ulaşamadık" demektedir. Foote, Rapp gibi araştırmacılar, böyle bir kuram geliştirmekten uzak olmalarına karşın, beynin işleyişi hakkında ilginç genel anlamlı sonuçlara ulaşıyorlar. Rapp'ın yedişer yedişer geriye sayma deneyinde olduğu gibi, beynin işleyiş düzeyinin, beyin dalgalarındaki kaosun derecesine