Bilim, Kesinlik ile İlgili Değildir! Tam da Bu Yüzden Bilimsel Teorilere ve Evren'e Dair Bildiklerimize, Çekinmeden Güvenmemiz Gerekir!
Öğrencilerimize öğretiyoruz: Bilimle ilgili bazı teorilerimiz olduğunu söylüyoruz. Bilim hipotezci-tümdengelim yöntemlerden ibarettir; gözlemlerimiz ve bunları teori haline getirmek için gerekli olan verilerimiz sayesinde, teoriler elde edilir. Bu teoriler, öyle veya böyle, verilerden meydana gelir veya üretilir, sonrasında da verilere göre kontrol edilir. Sonra zaman geçer, daha fazla veri elde edilir, teoriler ortaya atılır, bir teori elenir ve daha iyi olan bir başka teori bulunur, veriler daha iyi anlaşılır vesaire...
Bu, bilimin nasıl çalıştığına dair standart fikirdir ve bilimin deneyselliğe bağlı olduğu anlamına gelir. Deneysellik; bilimin gerçek, ilginç, belirgin özelliğidir. Teoriler değiştiği için, deneysel içerikler, bilimin ne olduğunun temel bir parçasıdır.
Şimdi, tüm bunların içinde, teorik bir alanda çalışan bir bilim insanı olarak beni rahatsız eden bir şey var. Bir şeyin eksik olduğunu hissediyorum. Hikayenin eksik bir bölümü var. Kendime "Eksik olan ne?" diye soruyorum. Cevabı bildiğimden emin değilim; ama bilimin olduğu başka şeyler hakkında bazı fikirler sunmak istiyorum.
Bu, günümüzde bilimde ve özellikle fizikte çok önemlidir, çünkü eğer biraz polemiğe girecek olursam, bizim alanımız olan temel teorik fizikte otuz yıldır başarısız olduğumuzu söylebilirim. Her nasıl olduysa, standart modelin geliştirilmesinden beri geçen son birkaç on yılda, teorik fizikte dikkate değer büyük bir başarı yaşanmadı. Elbette çeşitli fikirler üretildi. Bu fikirlerin bir kısmı doğru da olabilir. Mesela döngüsel kuantum kütleçekimi doğru olabilir ya da olmayabilir. Sicim Teorisi de aynı şekilde. Ama şimdilik bunları bilmiyoruz ve şu ana kadar Doğa, bunların doğru olduğuna dair bize hiçbir kanıt sunmadı.
Anaximander'in Öyküsü
Bunun, kısmen bilimle ilgili sahip olduğumuz yanlış fikirlerden ve metodolojik olarak yanlış bir şeyler yaptığımızdan kaynaklandığından şüpheleniyorum - en azından teorik fizikte ve belki de diğer bilimlerde. Ne demek istediğimi açıklamak için size bir hikaye anlatayım. Hikaye, teorik fiziğin dışındaki en son, en büyük tutkumla ilgili eski bir hikaye... Bu tutkum, antik bir "bilim insanı" ile ilgili. Aslında kendisine sıklıkla filozof dense de ben ona "bilim insanı" diyeceğim: Anaximander.
Bu karakter, beni büyülüyor. Ne yaptığını araştırmaya başladım ve bana göre o, bir bilim insanı. Bilime özgü bir şey yaptı ve bilimin ne olduğunun bazı yönlerini gösterdi. Anaximander'ın hikayesi ne mi? Kısaca aşağıdaki gibi:
Anaximander'e kadar gezegendeki tüm medeniyetler -dünyadaki herkes- dünyanın yapısının başımızın üstündeki gökyüzü ve ayaklarımızın altındaki topraktan ibaret olduğunu düşünüyordu. Bir "yukarı" ve bir "aşağı" vardır; ağır şeyler yukarıdan aşağıya düşer ve bu, bir gerçektir. Gerçeklik, yukarı ve aşağı doğru bir yönelime sahiptir: Cennet yukarıda, Dünya aşağıdadır. Sonra Anaximander gelir ve "Hayır, gerçek bu değil. Dünya, uzayda düşmeden yüzen, sonlu bir cisimdir ve gökyüzü, sadece başımızın üzerinde değil, her yerdedir." der.
Aslında maddi destek istememizin nedeni çok basit: Çünkü Evrim Ağacı, bizim tek mesleğimiz, tek gelir kaynağımız. Birçoklarının aksine bizler, sosyal medyada gördüğünüz makale ve videolarımızı hobi olarak, mesleğimizden arta kalan zamanlarda yapmıyoruz. Dolayısıyla bu işi sürdürebilmek için gelir elde etmemiz gerekiyor.
Bunda elbette ki hiçbir sakınca yok; kimin, ne şartlar altında yayın yapmayı seçtiği büyük oranda bir tercih meselesi. Ne var ki biz, eğer ana mesleklerimizi icra edecek olursak (yani kendi mesleğimiz doğrultusunda bir iş sahibi olursak) Evrim Ağacı'na zaman ayıramayacağımızı, ayakta tutamayacağımızı biliyoruz. Çünkü az sonra detaylarını vereceğimiz üzere, Evrim Ağacı sosyal medyada denk geldiğiniz makale ve videolardan çok daha büyük, kapsamlı ve aşırı zaman alan bir bilim platformu projesi. Bu nedenle bizler, meslek olarak Evrim Ağacı'nı seçtik.
Eğer hem Evrim Ağacı'ndan hayatımızı idame ettirecek, mesleklerimizi bırakmayı en azından kısmen meşrulaştıracak ve mantıklı kılacak kadar bir gelir kaynağı elde edemezsek, mecburen Evrim Ağacı'nı bırakıp, kendi mesleklerimize döneceğiz. Ama bunu istemiyoruz ve bu nedenle didiniyoruz.
Bunu nasıl mı anlamıştı? Elbette gökyüzüne bakarak. Etrafta dönen şeyleri görüyorsunuz: Yıldızlar, gökler, Ay, gezegenler, her şey etrafımızda hareket ediyor ve dönüp duruyor. Altımızda hiçbir şeyin olmadığını düşünmek biraz mantıklı, bu yüzden bu sonuca varmak basit görünüyor. Ancak onun dışında kimse, bu sonuca varamamıştı. Yüzyıllar ve yüzyıllar boyunca eski uygarlıklarda kimse bunu düşünemedi. Çinliler, Matteo Ricci ve Cizvitler'in Çin'e gidip onlara bunu söyleyinceye kadar, yani 17. yüzyıla kadar bu sonuca varamamışlardı; hem de İmparatorluk Astronomi Enstitüleri yüzyıllarca gökyüzünü incelemiş olmasına rağmen. Yerli Amerikalılar bunu ancak Yunanlar gelip anlattıklarında öğrendiler. Afrika'da, Amerika'da, Avustralya'da, gökyüzünün sadece başımızın üzerinde değil, aynı zamanda ayaklarımızın altında olduğuna dair bu basit kavrayışa, başka hiç kimse ulaşamamıştı.
Peki neden? Çünkü açıkçası, Dünya'nın hiçbir şeyin içinde yüzmediğini ileri sürmek kolay olurdu; ama o zaman şu soruyu yanıtlamanız gerekecekti: Neden düşmüyor? Anaximander'in dehası tam da bu soruyu yanıtlamaktı: Cevabını Aristo'dan ve diğer filozoflardan biliyoruz. Aslında bu soruyu cevaplamıyor, sorguluyor: "Neden düşmeli?" diye soruyor. Cisimler, Dünya'ya doğru düşer. Neden Dünya'nın kendisi de düşmeli? Başka bir deyişle, Dünya'ya düşen her ağır cisimden yola çıkıp, Dünya'nın kendisinin de düştüğü sonucuna varmayı içeren bu genellemenin, açıkça yanlış olabileceğini fark ediyor. Bir alternatif öneriyor: Cisimler, Dünya'ya doğru düşüyor, bu da Dünya'nın etrafında düşme yönünün değiştiği anlamına geliyor.
Bu da "yukarı" ve "aşağı" kavramlarının, Dünya'ya göre anlam kazanan kavramlar olduğu anlamına geliyor. Günümüzde bunu anlamak bizim için oldukça basit: Çünkü bu fikri küçüklüğümüzden beri öğrendik. Ancak biz çocukken, Sydney'deki insanların nasıl baş aşağı yaşadığını anlamanın zorluğunu düşünün. Bunu izah etmek için, Dünya'ya yönelik algımızla ilgili olarak kullandığımız dilde çok temel ve yapısal bir şeyleri değiştirmemiz gerekti. Başka bir deyişle, "yukarı" ve "aşağı", Anaximander'in devriminden önce ve sonra, farklı anlamlara sahipti.
Gerçekliği kavramak için kullandığımız kavramsal yapıdaki bir şeyi değiştirerek, gerçeklikle ilgili esaslı bir şey öğrenmişti. Bu şekilde bir teori oluşturmamıştı; bir bakıma sonsuza dek sürecek bir şeyi algılamıştı. Bu, ortaya çıkarılmış bir gerçekti ve büyük oranda negatif bir gerçekti. Bizi, uzay hakkında düşünmek için kavramsal yapımıza yerleşmiş bir önyargıdan kurtardı.
Fizik, Yapısal Devrimlerden İbarettir!
Bunu neden ilginç buluyorum? Çünkü en azından fizikte, her büyük adımda olan şeyin bu olduğunu düşünüyorum. Daha doğrusu, fiziğin her adımında olan şeyin bu olduğunu düşünüyorum, illâ büyük olmasına gerek yok. Öğrencilere tez verdiğimde, tez için verdiğim problem çoğu zaman çözülmüyor. Çözülmüyor; çünkü sorunun çözümü, çoğu zaman soruyu çözmekte değil, sorunun kendisini sorgulamakta yatıyor. Asıl mesele, sorunun formülleştirme biçiminde kaldırılması gereken bazı saklı önyargı veya varsayımların olduğunun farkına varmak.
Eğer öyleyse, verilere ve teorilere sahip olduğumuz; ve bu verilerden yola çıkarak rasyonelliğini, aklını, zekasını, kavramsal yapısını kullanarak teoriler oluşturan "rasyonel bir etmenimiz" olduğu fikri çok mantıksız; çünkü her adımda meydan okunan, teorinin kendisi değil; teoriyi oluşturma ve verileri yorumlamada kullanılan kavramsal yapıdır. Yani, teorilerimizi değil de, Dünya hakkında düşünce yapımızı değiştirerek ilerliyoruz.
Einstein'ın Teorilere Güveni, Bize Evren'in Sırlarını Verdi!
Bu düşünme biçiminin prototipi ve onu daha açık hâle getiren örnek, Einstein’ın özel görelilik keşfidir. Bir yanda, deneysel içeriği ile son derece başarılı olan Newton mekaniği vardı. Öte yandan, yine deneysel içeriğiyle, son derece başarılı olan Maxwell'in teorisi vardı. Ancak ikisi arasında bir çelişki mevcuttu.
Eğer Einstein, bilimin ne olduğunu öğrenmek için okula gitmiş olsaydı, Kuhn'u ve bilimin ne olduğunu açıklayan filozofları okumuş olsaydı ve bugün büyük fizik probleminin çözümünü arayan meslektaşlarımdan biri olsaydı, ne yapardı? Şöyle derdi:
Tamam, bu teorinin güçlü kısmı deneysel tarafı. Klasik mekanikte hızın göreli olduğu fikrini unut gitsin. Maxwell’in denklemlerini de... Çünkü bu, bilgimizin değişken bir parçası. Teorilerin kendileri değiştirilmeli, tamam mı? Sabit tuttuğumuz şey, veriler olmalı ve teoriyi, verilerle tutarlı ve anlamlı olacak şekilde değiştirmeliyiz.
Aslında Einstein'ın yaptığı kesinlikle bu değildi. Einstein tam tersini yaptı: Teorileri çok ciddiye aldı. Teorilere güvendi. Şöyle düşündü:
Bakın, klasik mekanik öyle başarılı ki, hızın göreli olduğunu söylediğinde, onu ciddiye almalı ve buna inanmalıyız. Benzer şekilde, Maxwell denklemleri de o kadar başarılı ki, Maxwell denklemlerine inanmalıyız.
Teorinin kendisine müthiş bir şekilde güveniyordu. Kuhn'un söylediğine göre niteliksel içeriği sürekli değişen, o yüzden ciddiye almamayı öğrenmemiz gereken "teorinin niteliksel içeriği"ne fazlasıyla güveniyordu. Teoriye öylesine bel bağlıyordu ki gidip de teori için ne yaptı? Elbette tamamen farklı bir şeye, zihnimizde yarattığımız bir şeye, yani zaman hakkında düşündüklerimize meydan okuyarak, iki teoriyi birbiriyle tutarlı olmaya zorladı.
Einstein, sağduyumuzla ilgili, yani Dünya ile ilgili düşündüklerimizin temel yapısıyla ilgili bir şeyleri değiştirdi. Bunu, fizikte elde edilen geçmiş sonuçlara duyduğu güven sayesinde yaptı. Bu, bugün fizikte yapılanın tam tersidir. Bugün Physical Review'u okursanız, önceki teorilerin içeriğini tamamen ve derinden sorgulayan, Lorentz değişmezliğinin, göreceliğin, genel kovaryantın olmadığı, kuantum mekaniğinin yanlış olabileceğini söyleyen teorilerle dolu olduğunu görürsünüz.
Günümüzdeki neredeyse her fizikçi, hemen "Tamam, Dünya hakkındaki tüm geçmiş bilgilerimiz yanlış. Haydi, rastgele yeni bir fikir seçelim!" demeye hazır. Bunun teorik fiziğin uzun vadeli başarı eksikliğinin küçük bir etkeni olmadığından şüpheleniyorum. Dünya hakkında yeni bir şeyler anlamak için ya verilere bakmanız gerekiyor ya da bugüne kadar Dünya hakkında öğrendiklerimiz üzerine derinlemesine kafa yormanız... Ancak düşünmek, öğrendiklerimizi kabul etmek, düşündüklerimize meydan okumak ve düşündüğümüz bazı şeylerde değiştirilecek bir şeyler olabileceğinin farkında olmak anlamına da gelir.
Bilimi Doğru Anlamak...
Öyleyse, "bilim yapmak" ile ilgili önemsenmediğini düşündüğüm ve öne çıkması gereken yönleri nelerdir? Her şeyden önce bilim; Dünya'ya yönelik bir vizyon oluşturmak, kavramsal yapımızı yeniden düzenlemek, daha önce olmayan yeni kavramlar yaratmak ve dahası, sahip olduğumuz a priori kabullere meydan okumakla ve onları değiştirmekle ilgilidir. Sadece verilerin bir araya getirilmesi ve bu derlenmiş veriyi organize etme yolları ile hiçbir ilgisi yoktur. Tamamen düşünme şeklimizle ve dünya hakkındaki zihinsel vizyonumuzla ilgilidir. Bilim, düşünme yollarını keşfetmeye devam ettiğimiz ve biraz daha uygun olan yeni görüşler edinmek için dünya algımızı ve dünya vizyonumuzu değiştirmeye devam ettiğimiz bir süreçtir.
Bunu yaparken, geçmişte öğrendiklerimiz ana bileşenimizdir - özellikle de öğrendiğimiz olumsuz şeyler. Dünya'nın düz olmadığını bir kere öğrendik, gelecekte Dünya'nın düz olduğunu söyleyen bir teori olmayacaktır. Dünya'nın Evren'in merkezinde olmadığını öğrendik, bu, sonsuza kadar geçerliliğini korur. Bu konuya geri dönmeyeceğiz. Einstein sayesinde eşzamanlılığın göreli olduğunu öğrendiyseniz, birçok insanın sandığı gibi mutlak eşzamanlılığa geri dönmeyeceğiz. Bu nedenle, bir deney sonucu nötrinoların ışıktan daha hızlı gittiğini gösterdiğinde bundan şüphelenmeliyiz ve tabii ki olup biten daha derin bir şeylerin olup olmadığını kontrol etmeliyiz. Ama sadece küçük bir anormallik bunu gösterdiğinde herkesin "Tamam, işte bu, Einstein yanıldı." diye atılması saçmadır. Bilimde işler asla böyle yürümez.
Geçmiş bilgiler her zaman yanımızdadır ve bunlar yeni şeyler öğrenmek için ana bileşenimizdir. "Bunun olabileceğini düşünelim, çünkü neden olmasın?" yaklaşımına dayanan teorik fikirler, bizi hiçbir yere götürmez.
Birbiriyle çelişen iki şey söylüyor gibiyim. Bir yandan geçmiş bilgilerimize güvenmemiz gerektiğini, diğer yandan dünyanın kavramsal yapısının bir bölümünü derinlemesine değiştirmeye her zaman hazır durumda olmamız gerektiğini söyledim. İkisi arasında bir çelişki yok; çelişki fikri, benim bilim hakkındaki en büyük yanılgı olarak gördüğüm şeyden geliyor: Bu yanılgı, bilimin kesinliklerle ilgili olduğu fikridir.
Bilim, kesinlikliklerle ilgili değildir. Bilim, mevcut bilgi düzeyinde en güvenilir düşünme biçimini bulmakla ilgilidir. Bilim son derece güvenilirdir; ama kesin değildir. Hatta onu sağlam temellere oturtan şey de kesin olmayışıdır. Bilimsel fikirler kesin oldukları için değil, tüm olası geçmiş eleştirilerden geçtikleri için ve en çok da herkesin eleştirisi masaya yatırıldığı için güvenilirdirler.
"Bilimsel olarak kanıtlanmış" ifadesi de terimler açısından bir çelişkidir. Bilimsel olarak kanıtlanmış bir şey yoktur. Bilimin özü; yanlış fikirlere, önyargılara sahip olduğumuzun derin farkındalığıdır. İçimize işlemiş önyargılar vardır. Gerçekliği anlamaya yönelik kavramsal yapımızda uygun olmayan bir şey olabilir, daha iyi anlamak için gözden geçirmemiz gereken bir şey olabilir. Bilim sayesinde her an etkili bir gerçeklik görüşümüzün olması iyi bir şeydir, şimdiye kadar bulduklarımızdan en iyisi bilimin bulduğudur ve bilimin bulduğu, gerçekliğe yönelik olası vizyonlar arasından en güvenilir olanıdır; büyük oranda da doğrudur.
Ancak aynı zamanda bilimin yarattığı vizyon kesin olarak alınmaz ve bunun herhangi bir parçası, a priori olarak (yapısı gereği, içkin olarak) yeniden değerlendirmeye açıktır. Peki neden hep bir soru işareti var? Bir yandan milyonlarca yıldır evrim geçiren bu beyne sahibiz. Bu beyin; savanada koşmak, geyiklerin peşinden koşup avlamak ve aslanlar tarafından yenmemeye çalışmak için evrimleşti. Beynimiz, metreleri ve saatleri algılamak üzere evrimleşti, atomları ve galaksileri düşünecek biçimde değil. Dolayısıyla bu engelin üstesinden gelmeliyiz.
Aynı zamanda, zamanında aslanlardan kaçmış hayvanlar olarak ve mümkün olabildiğince zeki bir tür olduğumuzdan, ormandan, belki de Afrika'dan çıkmak için seçilmiş olduğumuzu düşünüyorum. Düşünme şeklimizi değiştirmek, yeniden uyum sağlamak için sürekli çaba sarf etmek, bizim doğamızda var. Bizim fikir değişikliklerimiz, doğanın dışında değildir; bizi değiştirmeye devam eden, doğal tarihimizdir.
Bilim; Teoriyle İlgilidir, Veriyle İlgili Değil!
Bilim hakkında bu düşünme şekliyle ilgili son bir veya iki yorum yapacak olursam: Birincisi, bilim, sadece verilerle ilgili değildir. Önemli olan, bilimsel teorinin deneysel içeriği değildir. Veriler; teoriyi önermeye, doğrulamaya, yanlışlamaya ve yanlış olduğunu kanıtlamaya yardımcı olan şeylerdir. Fakat bunlar, kullandığımız araçlardır. Bizi asıl ilgilendiren, teorinin içeriğidir. Bizi ilgilendiren, teorinin dünya hakkında söyledikleridir. Genel görelilik, uzay zamanın eğimli olduğunu söylüyor. Genel göreliliğin Merkür hakkında sahip olduğu veri, gezegenin günberide Newton mekaniği ile hesaplanana kıyasla her yüzyılda 43 derece hareket ettiği bilgisiydi.
Kimin umurunda! Bu detaylar kimin umurunda? Genel göreliliğin içeriği bu olsaydı, genel görelilik sıkıcı bir şey olurdu. Genel görelilik, verilerinden dolayı değil, bize bugün bildiğimiz kadarıyla, uzay-zamanı kavramsallaştırmanın en iyi yolunun, onu eğri bir cisim olarak düşünmek olduğunu söylediği için ilginçtir. Bize gerçeği kavramak için Newton mekaniğinden daha iyi bir yol sunar, çünkü bize kara deliklerin olabileceğini söyler, çünkü bize bir Büyük Patlama olduğunu söyler. Bilimsel teorinin kapsamı budur. Yeryüzündeki tüm canlıların ortak ataları vardır. Bu bilimsel teorinin bir içeriğidir, teoriyi kontrol etmekte kullanılan spesifik verilerin değil.
Dolayısıyla bana kalırsa, bilimsel düşüncenin odağı, teorinin (geçmiş veya önceki teorilerin) içeriği olmalıdır. Bunlara bakarak, bu içeriğin hangi kısımlarının sağlam olduğunu, hangilerinin bizim kavramsal çerçevemizi değiştirmemiz gerektiğini söylediğini anlamaya çalışmalıyız.
Son değerlendirmem, bu bilim anlayışı ve bilimsel düşünce ile dini düşünce arasındaki yüzyıllar boyunca süren uzun çatışma hakkında tek bir yorum öne sürüyor. Bu genellikle yanlış anlaşılan bir konudur. Asıl soru şudur: Neden birlikte mutlu bir şekilde yaşayamıyoruz ve insanlar neden bu sürekli uyuşmazlık olmadan, bir yandan tanrılarına dua edip diğer yandan Evren'i inceleyemiyor?
Bu sürekli uyuşmazlık, sıklıkla sunulan nedenin tam aksi bir nedenden ötürü biraz kaçınılmazdır: Bu, bilim cevapları biliyormuş gibi davrandığı için değil; tam aksine, bilimsel düşünce, yanıtları bilmediğimizi bize sürekli hatırlattığı için kaçınılmazdır. Dini düşüncede bu, genellikle kabul edilemez. Kabul edilemez olan, "Biliyorum." diyen bir bilim insanı değil, "Bilmiyorum ve siz nasıl bilebilirsiniz ki?" diyen bir bilim insanıdır.
Birçok din veya bazı dinler veya inançlar, kişinin sorgulayamayacağı ve ona tutunabileceği bir hakikat olması gerektiği fikrine dayanır. Bu düşünce yapısı, sadece teorileri değil, aynı zamanda düşünce şeklimizin temel zeminini sürekli gözden geçirmeye dayanan bir düşünce yapısı tarafından bozulur.
Evreni Anlamaktan Hala Uzaktayız!
Özetlemek gerekirse, bilim verilerle ilgili değildir; deneysellikle de, dünya görüşümüzle de ilgili değildir. Kendi fikirlerimizi aşmak ve sürekli olarak sağduyunun ötesine geçmekle ilgilidir. Bilim, sağduyuya sürekli meydan okunmadır ve bilimin özü kesinlik değil, sürekli belirsizliktir. Hatta şunu söyleyebilirim ki, düşündüğümüz her şeyde muhtemelen halen muazzam miktarda önyargı ve hata olduğunun farkında olmanın ve biraz ötesine bakmayı öğrenmeye çalışmanın mutluluğu, her zaman daha geniş bir bakış açısı olduğunu fark etmemizi sağlıyor.
Evrene yönelik nihai bir teoriden, benim alanım olan fizikte son derece uzaktayız. "Neredeyse bitti, tüm sorunları çözdük." deme umudu saçmalıktır. Ve kuantum mekaniği, genel görelilik veya özel görelilik gibi teorilerin değerini bir kenara atıp rastgele başka bir şey denediğimizde yanlış yapıyoruz. Bildiklerimizi temel alarak daha fazla şey öğrenmeliyiz ve aynı zamanda vizyonumuzu bir şekilde olduğu gibi kullanmalıyız. Bilim, sahip olduğumuz en iyi, ancak sürekli geliştirmemiz gereken bir vizyondur.
Tüm Bunların Her Şeyin Teorisi ile İlgisi Ne?
Eğer bilim kısmen de olsa anlattığım şekilde ise, bu, benim uzmanlık alanım olan fizik dalıyla yakından bağlantılıdır. Temel fizikteki mevcut durumla ilgili görüşüm, farklı problemlerin olduğudur: Bunlardan biri "birleşme" problemi, yani her şeyin teorisini oluşturma problemidir. Daha belirgin bir problem ise, benim de üzerinde çalıştığım kuantum kütleçekimidir. Bu, genel görelilik dolayısıyla dikkate değer bir problemdir. Einstein'dan öğrendiğimiz üzere, kütleçekimi, uzay-zamanın ta kendisidir. Kuantum kütleçekimi üzerinde çalışmak, kuantum uzay-zamanının ne olduğunu anlamak demektir. Ve kuantum uzay-zaman, uzay ve zaman hakkında düşünme şeklimizde bazı önemli değişiklikler yapmamızı gerektiriyor.
Şimdi, günümüzde kuantum kütleçekimi ile ilgili iki ana araştırma yönü mevcut: Üzerinde çalıştığım "döngüler" ve "sicimler". Bunlar sadece iki farklı denklem seti olmakla kalmayıp, bir bakıma farklı bilim felsefelerine dayanırlar. Benim çalıştığım alan büyük ölçüde az önce anlattığım felsefeye dayanıyor, bilim felsefesi üzerine düşünmemi sağlayan şey de buydu.
Neden mi? Çünkü bu fikir, şuna dayanıyor: Uzay-zaman hakkında bildiklerimizin en iyisi, genel görelilikten öğrendiklerimizdir. Mekanik hakkında bildiklerimizin en iyisi de kuantum mekaniğinden öğrendiklerimizdir. Bu bulmacanın iki parçasını birbirine bağlamada bir zorluk var gibi görünüyor, birbirlerine bir türlü uymuyorlar. Ama zorluk, problemle yüzleşme şeklimizde olabilir. Dünya hakkında sahip olduğumuz en iyi bilgiler hala bu iki teoride saklı, bu yüzden kuantum mekaniğini olabildiğince ciddiye alıp, ona mümkün olduğunca inanalım. Belki de biraz daha genişleterek genel göreliliğe uygun olmasını sağlayalım. Ve öteki yandan, genel göreliliği de olabildiğince ciddiye alalım. Genel göreliliğin kendine özgü özellikleri, belirli simetrileri, belirli nitelikleri vardır. Bunları derinlemesine anlamaya ve oldukları gibi -ya da belki biraz daha geniş, uyarlanmış hallerini- görmeye çalışalım, belki de bu şekilde kuantum mekaniğine uyarak bize bir teori oluşturma konusunda yardımcı olabilirler - öne sürülecek olan teori, düşünce yapımızla çelişecek olsa bile!
Kuantum kütleçekimi bu şekilde geliştiriliyor - döngüler de, ben ve benim gibi diğer bilim insanları da bu şekilde çalışıyoruz. Bu bizi belirli bir araştırma yönüne, bir dizi denkleme, teoriyi ortaya koymanın bir yoluna götürür. Sicim Teorisi ise ters yönde ilerledi. Bir bakıma, "Pekala, genel göreliliği evrenin nasıl çalıştığının bir göstergesi olarak fazla ciddiye almayalım." diyor. Kuantum mekaniği bile bir dereceye kadar sorgulandı. "Kuantum mekaniğinin farklı bir şeyle değiştirilmesi gerektiğini düşünelim. Tamamen yeni bir şey tahmin etmeye çalışalım." Öyle bir teori geliştirelim ki, bir şekilde genel göreliliğin ve kuantum mekaniğinin deneysel içeriği de bu teori içinden çıkıversin.
Bu tür büyük bir hevese güvenmiyorum, çünkü bu düzeyde muazzam bir teoriyi tahmin edecek araçlara sahip değiliz. Sicim Teorisi güzel bir teori. İşe yarayabilir, ama ben, işe yarayacağından şüpheliyim. Böyle düşünüyorum çünkü Evren hakkında şu ana kadar bildiğimiz her şeye, özellikle de genel göreliliğin temel fiziksel içeriği olarak algıladığım şeye yeterince dayanmıyor.
Sicim Teorisi, büyük bir varsayım. Fizik ise hiçbir zaman varsayıma dayalı olmamıştır; bir şeyler hakkında nasıl düşüneceğimizi öğrenmenin ve önceden bildiklerimizin ayrıntılarındaki yeniliği okuyarak biraz farklı düşünmeyi öğrenmenin bir yolu olmuştur. Kopernik hiçbir yeni veriye, herhangi bir büyük yeni fikre sahip değildi; o sadece Ptolemy'yi, Ptolemy'nin ayrıntılarını ele aldı ve Ptolemy'nin ayrıntılarında, ekuantların, dış çemberlerin ve yörüngelerin belirli oranlarda olduğu gerçeğini okudu. Bu da aynı yapıya biraz farklı bir perspektiften bakmanın ve Dünya'nın evrenin merkezi olmadığını keşfetmenin bir yoluydu.
Dediğim gibi, Einstein özel görelilik elde etmek için hem Maxwell'in teorisini hem de klasik mekaniği ciddiye aldı. Döngüsel kuantum kütleçekimi de aynı şeyi yapma girişimidir: Genel göreliliği ciddiye al ve kuantum mekaniğini de ciddiye al. Varsın bunun sonunda, içinde temel anlamda zamanın olmadığı bir teori ortaya çıksın. Gerekirse, Evren'i temel bir zaman kavramı olmaksızın yeniden düşünelim, yeter ki bu iki teoriyi birleştirelim. Teori, bir yandan, bildiklerimize dayandığı için muhafazakardır. Ancak bir yandan da tamamen radikaldir, çünkü bizi düşünme şeklimizde büyük bir şeyi değiştirmeye zorlar.
Sicim teorisyenleri ise farklı düşünüyor. Şöyle diyorlar:
Pekala, hadi sonsuza, bir şekilde genel göreliliğin tüm kovaryansının orada olmadığı bir yere gidelim. Orada zamanın ve uzayın ne olduğunu biliyoruz çünkü asimptotik, büyük mesafelerdeyiz.
Bu teori daha çılgın, daha farklı, daha yeni; fakat bence daha çok eski bir kavramsal yapıya dayanıyor. Eski kavramsal yapıya bağlı; deneysel olarak başarılı olduğu kanıtlanmış teorilerin yeni içeriğine değil. Bilim okuma tarzım, yaptığım araştırma çalışmalarının nitelikleriyle, özellikle döngüsel kuantum kütleçekimi ile örtüşüyor.
Tabi ki, bilmiyoruz. Çok net olmak istiyorum. Sicim Teorisi'nin, harika insanlar tarafından çalışmaya devam edilmesi gereken, harika bir girişim olduğunu düşünüyorum. Sicim Teorisi'ne karşı tek polemik itirazım, artık bunu gitgide daha az duyuyor olsam da, şu laf: "Ah, sorun yok, çözümü zaten biliyoruz: Sicim Teorisi." Bu kesinlikle yanlış ve asılsız. İyi bir fikir dizisi olduğu doğrudur; döngüsel kuantum kütleçekimi de bir başka iyi fikir dizisidir. Bekleyip bu teorilerden hangisinin işe yaradığını görmemiz ve nihayetinde deneysel olarak bunu doğrulamamız gerekir.
Bilim İnsanları, Felsefe ile Uğraşmalı mı?
Bu beni başka bir noktaya götürüyor: Bir bilim insanı, felsefe hakkında düşünmeli mi, düşünmemeli mi?
Günümüzde felsefeyi bir kenara atmak, bilime sahip olduğumuza göre felsefeye ihtiyacımız olmadığını söylemek moda. Bu tutumu, iki nedenden dolayı toy buluyorum: Biri tarihsel bir neden. Sadece geçmişe bir bakın. Heisenberg'in felsefe bilgisi olmasaydı asla kuantum mekaniği üzerinde çalışamazdı. Einstein, tüm filozofları okumadan ve felsefeyle dolu bir beyine sahip olmadan, asla görelilik üzerinde çalışamazdı. Galileo'nun kafası Platon'un fikirleriyle dolu olmasaydı, yaptığını asla yapamazdı. Newton, kendini bir filozof olarak gördü, buna Descartes ile tartışarak başladı ve güçlü felsefi fikirleri vardı.
Maxwell ve Boltzmann da dahil, geçmişte bilimin tüm önemli adımları, sorulan metodolojik, temel ve hatta metafizik soruların bilincinde olan insanlar tarafından atıldı. Heisenberg, kuantum mekaniği çalışırken, tamamen felsefi bir zihin çerçevesi içindedir. Klasik mekanikte felsefi olarak yanlış bir şey olduğunu, deneyciliğe yeterince vurgu yapılmadığını söyler. Bu fevkalade yeni fiziksel teoriyi, yani kuantum mekaniğini oluşturmasını sağlayan tam da bu felsefi algıdır.
Filozoflar ve bilim insanları arasında geçen bu katı diyalog arasındaki ayrılık, 20. yüzyılın ikinci yarısında çok yakın bir zamanda gerçekleşti. İşe de yaradı çünkü 20. yüzyılın ilk yarısında insanlar çok zekiydi. Einstein ve Heisenberg ile Dirac ve arkadaşları, görelilik ve kuantum teorisini bir araya getirdiler ve tüm kavramsal çalışmaları yaptılar. Yüzyılın ikinci yarısının fiziği, bir bakıma, 30'ların, yani Einstein ve Heisenberg gibi insanların büyük fikirlerinin uygulandığı bir fizik olmuştur.
Bu fikirleri uygulamak istediğinizde, atom fiziği yaptığınızda, kavramsal düşünmeye fazla ihtiyacınız olmaz. Ama şimdi bir bakıma temellere döndük. Kuantum kütleçekimi çalıştığımızda, bu sadece uygulamadan ibaret olmuyor. "Felsefe umurumda değil." diyen bilim insanlarının felsefeyi önemsemedikleri doğru değil, çünkü aslında bir felsefeleri var. Bir bilim felsefesinden faydalanıyorlar. Bir metodoloji uyguluyorlar. Hangi felsefeyi kullandıklarına dair fikirlerle dolu bir zihinleri var; sadece bunun farkında değiller ve eldeki cevaplar hiç açık değilken bile, sanki çok açık ve netmiş gibi davranarak, bunları hafife alıyorlar. Etrafta çok daha iyi çalışabilecek ve onlar için daha ilginç olabilecek başka birçok olasılık olduğunu bilmeden, bir taraf seçiyorlar.
Bilim felsefesinde söylenenleri öğrenmek istemeyen meslektaşlarımın çoğunda, tabiri yerindeyse, bir dar görüşlülük var. Savunucularının bilim hakkında bilgi edinmek istemediği felsefe ve beşeri bilimler sahalarının da birçok kısmında daha da büyük bir dar görüşlülük var. Bugün gerçeklik vizyonumuzu sadece bilimin temel içeriğiyle veya beşeri bilimlerin temel içeriğiyle sınırlamak, birçok açıdan kavrayabileceğimiz gerçekliğin karmaşıklığına kör olmaktır. Oysa inanıyorum ki bu iki bakış açısı birbirine çok şey öğretebilir ve birbirini geliştirebilir.
Bu içeriğimizle ilgili bir sorunuz mu var? Buraya tıklayarak sorabilirsiniz.
İlginizi Çekebilecek Sorular
- Atatürk havalimanı pistlerinin yapım maliyeti ne kadardır?
- Dogmatizm nedir? Ve alt türleri var mıdır?
- Maxwell Denklemlerinde elektrik ve manyetik alanlar neden birbirini dengelemek zorunda? Neden biri diğerine baskın olamıyor?
- 8
- 4
- 3
- 3
- 2
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?
Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:
kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci
Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 25/05/2022 09:15:01 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/10470
İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.
- Bilim Ağacı> Doğa Bilimleri> Fizik> Teorik Fizik
- Bilim Ağacı> Beşeri Bilimler> Felsefe> Bilim Felsefesi
- Dünya Görüş Bilim Sicim Teorisi Bilim İnsanı Kuantum Büyük
This work is an exact translation of the article originally published in New Republic. Evrim Ağacı is a popular science organization which seeks to increase scientific awareness and knowledge in Turkey, and this translation is a part of those efforts. If you are the author/owner of this article and if you choose it to be taken down, please contact us and we will immediately remove your content. Thank you for your cooperation and understanding.