Katalog

Bilimsel Gelişmeler Bilim dünyasında 10 önemli fikir Bazı sorular sürekli olarak aklımızı kurcalar. Evren nasıl başladı? Madde nelerden oluşur? Gezegenimizi şekillendiren nedir? Biyolojik çeşitlilik nasıl oluştu? Bu sorulara verilen yanıtları –güvenilir bir kaynaktan geldiyse genellikle doğru kabul ederiz. Ancak bilim adamlarının kendileri bile bazı yanıtların doğru olmayabileceğini söylüyor. İngiltere’nin saygın bilim dergisi New Scientist, en yetkin 10 bilim insanından kendi bilim dallarıyla ilgili görüşlerini belirtmelerini istedi. Bu açıklamaların bazıları gerçekten şaşırtıcı: 4) Her Şeyin kuramı Harvard Üniversitesi’nden fizik profesörü Lisa Randall’ın yanıtı: Evren nasıl işler? Bunu anladığınız zaman her şeyi anlarsınız! Einstein’ın genel görelilik kuramı anıtsal bir keşiftir. Ancak bu kuramın tüm başarılı öngörülerine karşın, genel görelilik, kütleçekimi hakkındaki son söz değildir. Bu kuram, aşırı küçük mesafelerde (10 üzeri eksi 35 metre) kütleçekimsel kuvvetleri türetme konusunda başarısızdır. Bu ölçeklerde –Big Bang’in kökenini veya bir kara deliğin içinde neler olduğunu öğrenmek için gereklidir ancak yeni bir kütleçekimsel paradigma başarılı sonuçlar verebilir. Parçacık fiziğinin çözmesi gereken tek konu, kütleçekimini tüm uzunluk ölçeklerinde anlamak ve kuantum mekaniği ile uyumlu hale getirmek değildir. Bizim parçacık fiziği kuramlarımız hala parçacık ve kuvvetlerle ilgili bazı önemli sorulara yanıt veremiyor. Bu sorulardan bazıları: Temel spesifik parçacıkların varolma nedeni nedir? ve bunların kütlelerinin kökeni nedir? Fizikçiler her şeyin kuramına ulaşamadığımızı bilir. Ancak pek çok fizikçi bunu elde edeceğimizi umacak kadar iyimserdir. Bu optimizmin bir nedeni de sicim kuramıdır. Sicim kuramına göre tüm maddelerin altındaki bölünemeyen en temel nesneler sicimlerdir.Bunlar titreşen, tek boyutlu halkalar veya enerji parçalarıdır. Keman tellerinden farklı olarak, bu sicimler kuark ve elektronlardan oluşan atomlardan oluşmazlar. Aslında bunun tam tersi doğrudur. Sicim kuramının temel varsayımına göre her bir parçacık, altta yatan temel sicimin titreşimi sonucu ortaya çıkar. Ve bu titreşimin özelliği, kütle ve elektrik yükü gibi parçacığın özelliklerini belirler. Bu sicimler büyük bir olasılıkla, üç, dört veya daha fazla boyut üzerinde hareket eder. Fakat yapılan hesaplamalar, sicim kuramının hangi formülasyonunu kullandığınıza bağlı olarak, doğru sayının 10 veya 11 olduğunu gösterir. Bu olağanüstü kavram, uzayın görebildiğimizden fazla boyutu olduğunu söyler. Bu da her şeyin kuramında üzeri örtülü olarak ima edilen şeydir. Ayrıca sicim kuramına göre bu ilave boyutlar, "bran" denilen zara benzer uzamış nesneler içerir. Formülasyonu ne kadar mükemmel Yazının devamı arka sayfada 1) Big Bang Cambridge Üniversitesi’nden astrofizik ve kozmoloji profesörü Martin Rees’in yanıtı: Evrenin nasıl başladığı sorusu binlerce yıldır insanların aklını kurcalıyor. Biz bu soruya yanıt bulan ilk kuşağız. "Big Bang" kavramının çok sağlam bir temele oturmamış olması şaşırtıcı. Kozmologlar evrenin, başlangıcından sonraki birkaç saniye sonra neye benzediğini bildiklerine inanıyorlar. Sıcaklık 10 milyar dereceydi; radyasyon, protonlar, nötronlar ve "kara madde" bilinen orantılarda her yerdeydi. Ve her şey düzgün bir şekilde soğuyordu: Tekdüzelikten sapmalar yüzbinlerin içinde bir civarındaydı. Bütün bunlar o dönemden kalma "fosil" gözlemlerine dayanıyor. Bu fosiller radyasyonun kendisi ve evrendeki hidrojen, helyum ve döteryum oranlarıdır. Yukarıdaki çıkarımların doğruluğuna yüzde 99 inanıyorum. Bütün bunlar Dünya’nın ilk dönemlerine ilişkin söylediklerimizin hepsinden daha sağlam kanıtlara dayanıyor. Bilimde hep olduğu gibi, her ilerleme beraberinde daha büyük bilinmeyenleri ilgi odağına taşır. Fakat Big Bang olgusunun keşfi, bu soruların gereksiz olmadığını anlamamız için bize sağlam bir zemin oluşturdu. Evrenin kökeninin temellerini kavrayabileceğimizi keşfettikten sonda ortaya yanıtlayacağımızı düşündüğümüz çok çeşitli sorular atıldı. Yavaş fakat emin bir şekilde bu sorulara yanıt bulmaya çalışıyoruz. Örneğin evrimin, fiziğin en güçlü yasalarından biri olan, termodinamiğin ikinci yasasıyla çelişkisini ele alalım. Eğer evrenimiz çok basit bir şekilde başlasaydı, çevremizde gördüğümüz bu çok karmaşık kozmosa nasıl dönüşebilirdi?. İlk bakışta, yapıların birbiriyle karışarak homojenize olma eğilimini açıklayan yasayla çelişiyormuş gibi görünmesine karşın, ortada bir paradoks yoktur. Bunun yanıtı kütleçekiminin hareketlerinde yatar. Ortalamadan biraz daha yoğun olan bir bölgenin hızı, ilave kütleçekimine bağlı olarak biraz daha azalır. Bu bölge, giderek çevresindeki bölgelerin gerisinde kalır. Yoğunluk farkı daha da büyür. Bu sürece bağlı olarak, erken evrendeki az miktardaki daha yoğun bölgeler, bugünkü galaksilerin tohumunu oluşturur. Bu kuram ve bu kuramın gözlemler yoluyla doğrulanması, astronomların zaferidir. Astronomlar bu sürecin nasıl ortaya çıktığına ilişkin ayrıntıları keşfetmek için "genç galaksiler"in peşine düşüyor. Doğal olarak daha yapılacak çok şey var. Örneğin Big Bang’i neyin başlattığını bilmiyoruz. Evrenin niçin bu şekilde genişlediğini bilmiyoruz. Bütün bunlar bilimin 21.Yüzyıl’da ve ötesinde çözmesi gereken sorunlar. Bunun yanıtı ilk mikrosaniyenin küçük bir bölümünde yatıyor. O anda sıcaklıklar ve yoğunluklar o kadar yüksek olmalıydı ki, bugün bu sıcaklıkları ve yoğunlukları yeniden yaratamadığımız için deneysel çalışmalar yapamıyoruz. Ancak bugün 991/12 18 Mart 2006 kozmolojik sorulara verdiğimiz yanıtlara bir göz atarsak, daha ileri adımlar atacağımıza inanıyorum. Böylece ilk mikrosaniyenin ve Big Bang’in kendi doğası da netlik kazanacak. 2) Evrim Oxford Üniversitesi’ndeki Charles Simonyi Profesor of the Public Understanding of Science Bölümü’nden (Ünlü programcı Charles Simonyi’nin Oxford Üniversite si’nde bilimi geniş halk kitlelerine ulaştır mak amacıyla kurduğu bölüm) Richard Dawkins’in yanıtı: Tarihte insanoğlunun en büyük başarılarından biri, yaşamı açıklamak için doğal seçilim yoluyla evrim kuramını geliştirmesidir. Dünya, tasarlanmış gibi görünen şeyler (kuşlar ve uçaklar gibi) ve tasarlanmamış gibi görünen şeyler olmak üzere (kayalar ve dağlar) ikiye ayrılır. Tasarlanmış gibi görünen şeyler de gerçekten tasarlanmış (denizaltılar ve konserve açacakları) ve tasarlanmamış şeylere (köpekbalıkları ve kirpiler) ayrılır. Tasarlanmış veya tasarlanmış gibi görünen şeyler incelendiği zaman, bunları oluşturan parçaların işlevsel bir yönde birleşmelerinin istatistiksel olarak mümkün olmadığı ortaya çıkar. Bunlar bazı şeyleri çok iyi yaparlar; örneğin uçarlar veya yüzerler. Darwin’in doğal seçilimi, tasarımın gizemli bir hayalini üretir. Bir mühendis, kuşun mu, yoksa uçağın mı aerodinamik olarak daha üstün olduğuna karar veremez. Tasarımın hayali o kadar güçlüdür ki, insanoğlu bunun bir hayal olduğunu ancak 19.Yüzyıl’da anlayabilmiştir. 1859 yılında Charles Darwin bir insanın aklına gelebilecek en büyük fikirlerden birini ortaya attı: Doğal seçilim yoluyla kümülatif evrim. Kompleks yapıların rastlantısal olarak bir araya gelmesi olanaklı değilmiş gibi görülür. Bunun olması için tüm rastlantıların bir hamlede ortaya çıkmış olması gerekir. Ancak küçük rastlantılar birbiri ardına birikmeye başlayınca uyumlu bir kompleks yapı ortaya çıkar. Bu kümülatif birikim evrimdir. Bunun itici gücü ise doğal seçilimdir. Tüm canlıların atası vardır ama ancak bir kısmının torunları vardır. Hepsi başarılı atalarının genlerini miras olarak alır. Bu ataların hiçbiri gençken ölmemiş ve hepsi üreme başarısını göstermiştir. Başarılı bir şekilde üreyen bir yetişkin olarak gelişimini tamamlayan embriyoları programlayan genler, gen havuzunda yaşamlarını sürdürürler. Bunu başaramayan genler dünya yüzünden silinir, gider. Bu, gen düzeyinde doğal seçilimdir. Ve bizler bunun sonuçlarını organizma düzeyinde görürüz. Ayrıca yeni genetik değişikliğinin son bir kaynağı daha vardır. Bu da mutasyondur. Yeni mutasyona uğramış genlerin kopyaları, cinsel üreme yoluyla gen havuzunda yeniden birbirine karışır ve seçilim, bunları gelişigüzel olmayan bir yöntem ile havuzdan atar. Yaşamda başarıyı neyin sağladığı türden türe değişir. Kimi yüzer, kimi yürür, kimi uçar, kimi tırmanır, kimi köklerini toprağa gömer. Bütün bu çeşitlilik, bakteriden başlayarak, birbiri ardına oluşan dallanmalardan kaynaklanır. Tek hücreli bakteri 34 milyar yıl önce yaşamıştır. Her bir dallanma olayına özelleşme (speciation) denir. Üremekte olan bir popülasyon ikiye ayrılır; ve bunlar iki farklı yolda evrilmeye başlarlar. Cinsel üreme özelliğine sahip türler arasında özelleşme, iki gen havuzunun birbirleriyle bir daha birleşemeyecek kadar uzaklaşmasıyla gerçekleşir. Özelleşmenin başlaması bir kazaya da yanır. İki havuzun arasında birleşme olanaksız hale gelince yeni bir tür ortaya çıkar. Doğal seçilim öz olarak gelişigüzel değildir. Ancak bazen hatalı bir şekilde gelişigüzel olduğu iddia edilir. Bu yanlışlık evrime karşı yöneltilen eleştirilerin dayanak noktasıdır. Şans yaşamı açıklayamaz. Tasarım, şans kadar kötü bir açıklamadır, çünkü yanıtlayamayacağı kadar büyük sorular sorar. Doğal seçilim yoluyla evrim, yaşamı açıklamayı başaran bugüne dek önerilmiş en aklı başında kuramdır. 3) Kuantum mekaniği Oxford Üniversitesi’nden fizik profesörü David Deutsch’ın yanıtı: Kuantum mekaniği yalnızca atomlarla ilgili değildir. Özgür irade ve insanların kimlikleri ile de ilgilidir. "Dünya, anladığımızdan daha yabancı değildir, anlayabileceğimizden daha yabancıdır" cümlesini duymuşsunuzdur. Bu mantık dışı özdeyişin (20.Yüzyıl’ın fizikçilerine atfediliyor) yaygın bir görüş olarak kabul edilmesi çok şaşırtıcıdır. Fakat kuantum kuramıyla ilgilenen kişiler için bu, tam anlamıyla bir şoktur. Kuantum kuramı fiziksel dünya ile ilgili en derin bilgileri içerir. Atomaltı parçacıklarının nasıl davrandığı konusunda tahminler yapmamızı kolaylaştırdığı gibi, fizik kuramlarının pek çoğuna çerçeve oluşturan her şeyi daha iyi anlamamıza yardımcı olur. Kuantum etkilerinden yararlanan bilgisayarlar bir gün kriptografi konusunda devrim yaratabilecekler. Fakat bunlar niçin bizde şok duygusu yaratır? Atomaltı parçacıklarının şöyle değil de, böyle davranmasından bizlere ne? Çünkü parçacıkların nasıl davrandığı konusunda bir tahminde bulunduğumuz zaman, sağduyuya dayanan olasılıklar gerçeği içermez. Böylece felsefi düşünme alışkanlığını edinmiş insanlar, bu gerçeği yalnızca gerçeği öğrenmek adına öğrenmek isterler. Pragmatik kafalı insanlar bunun savaş ve barış, suç ve ceza, demokrasi, insan hakları gibi günümüzün en önemli konularına çözüm getirmeyeceğini iddia eder. Ancak bu konuları, dünyanın kuantum mekanik doğasını bilmeden tartışmak, hamileliğe neyin yol açtığını bilmeden aşırı nüfus sorununu tartışmak gibidir. Tartışmalı bir konuda fikir yürütürken, determinizm, özgür irade, kimlik, olasılıkla ilgili sorular ortaya atılır. Bu temel sorular söz konusu olduğunda kuantum kuramı, sağduyuya daya nan yanıtların hiçbirinin doğru olmadığını söyler. Örneğin sağduyu "kişiyi" kısmen süreklilikle ile tanımlar: Bugün "siz"sinizdir çünkü dün sahip olduğunuz atomların aynısını bugün de taşımaktasınızdır; farklı atomlardan yapılmış benzer bir kopya siz olamazsınız. Fakat kuantum kuramı, bazı koşullarda hangi atomların orijinal olduğuna ve hangilerinin yeni olduğuna ilişkin kavramı ortaya koymaz. Yine de kişinin sürekliliği pek çok kişinin, örneğin kürtaj ile ilgili düşünceleri için, gereklidir. Tartışmalar kuantum gerçekliğinin ne olduğu konusunda giderek şiddetleniyor, fakat herkes, felsefeci Michael Lockwo od’un belirttiği gibi, "Tutucu seçenek yoktur" fikrini kabul ediyor. Ne yazık ki fizikçilerin görüş birliğine varamaması gibi nedenlerle, bu boşlukları aptalca ve mistik düşünceler dolduruyor. Kuantum kuramının yanlış anlaşılmasından kaynaklanan aptalca doktrinleri her yerde görebiliyoruz. 991/13 18 Mart 2006