• Ana Sayfa
• Hakkında
• Site Haritası
• Yazılı Sonuçları

• Dersler
• Dökümanlar
• Haberler
• Makaleler
• Rehberlik
• Soru Bankası

Fiziğin Doğası

Fiziğin Doğasında hangi kavram ya da ne var? İçinde bulunduğumuz zamanda bu soruya cevap vermek oldukça zor.Çünkü bina o temeller üzerinde yükselmiş durumda.İnsanlığın düşünce tarihine bakıldığında pozitif bilimler oldukça yeni olarak karşımıza çıkar ama buna rağmen oldukça hızlı gelişmişlerdir.(yine düşünce tarihine göre).

En başta bütün bilimler;kendi dışımızda varlığı bizden bağımsız bir olgular dünyasından yola çıkmışlardır.Bu olgular dünyasının en temel özelliği nesnel ve anlaşılabilir olmasıdır.20. yy. başlarında fizikte oluşan devrimsel nitelikteki gelişmeler;kendi dışımızda bizden bağımsız ve nesnel bir olgusal dunyanın varlığı konusundaki görüşlerimizi değiştirmiştir.Bu noktada; nasıl ki olgulardan ve olaylardan bağımsız bir uzay ve zaman düşünülemezse, bizden bağımsız bir epistemolojik süreç de düşünülemez(evreni anlamak adina)Bu bilme sürecini bazıları şöyle tanımlar:

Kendimize,dışımızdaki nesnelerin içimizdeki hayalet cisimlerini ya da simgelerini yaparız.Öyle ki, resmin mantıksal olarak zorunlu sonuçları,her zaman resmedilen nesnelerin fiziksel olarak zorunlu sonuçlarıdır.

Hertz

Bilim,her türlü düzenden yoksun duyu verileri(algılar) ile mantıksal olarak düzenli düşünme arasındaki uygunluk sağlama çabasıdır.

Einstein ‘The Fundamentals of Theoritical Physics’ Science 91-1940

Bilim,gözlem ve gözleme dayalı uslama(akıl yürütme) yoluyla önce dünyaya ilişki olguları,sonra bu olguları birbirine bağlayan yasaları bulma çabasıdır.

Russel ‘Religion and Science’

Görüldüğü gibi Einstein in tanımından;düzenin olgu dünyasının değil ,insan aklının bir niteliği olduğu çıkıyor.Aslında düzenin olgu dunyasından mı yoksa insan aklından mı kaynaklandığı cok da önemli değil.

Fiziğin iki temel kavramı uzay ve zaman dır.Uzay nesnelerin,zaman da nesnelerin değişiminin düzeni olarak düşünülebilir.Fizik içinde bulunduğumuz evreni anlamak için,o evrenden yapılan soyutlamalar bütünü olarak düşünülürse ,o evrenden ilk elden soyutlanan kavramlar uzunluk kütle ve zamandır.Klasik fizikteki diğer tüm kavramlar(kuvvet,momentum,enerji gibi) bu üçünün üzerine kurulmuştur.Bu üç kavramın ölçülmesi herkezce kabul edilmiş, standart niceliklere göre yapılmaktadır.

Fiziğin diğer önemli temeli neden-sonuç dur.Tüm olaylar birbirine neden-sonuç ilişkisiyle bağlıdır.Bu;evrende oluşan olayların sebeblerinin yine evrende olması gerekliliğidir,başka yerlerde değil.Zaten pozitif bilimlerin ortaya çıkış sebebidir bu.Bu noktada,ilkçağ felsefesinin mitolojik süreçten sonra ve -bu günkü anlamında- pozitif bilimlerin ortaçağdan sonra oluşması oldukça benzerdir.

Fiziğin en temel süreci şüphesiz ki ölçmedir.Gözlem-ölçme-deney süreçleri düşünülürse,aralarındaki benzerliğin amaç benzerliği olduğu görülür. Hepsi içinde bulunduğumuz evrene ait özelliklerin bize aktarılması içindir. Gözlem,insanın düşünmesiyle beraber varolmaya başlamıştır.Ölçme ve deney ise daha sonraları ortaya çıkmıştır.Deney;evrenin belli bir kısmının benzerinin yaratılıp üzerinde çeşitli ölçme süreçlerinin gerçekleştirilmesidir.Doğa, evrenin en yakınımızdaki parçası olarak düşünülürse;gözlem ile doğaya müdahale edilmiyormuş,fakat ölçme ve deneyle müdahale ediliyormuş gibi görünür.Oysa saf olarak gözlem bize doğayı anlamak yolunda cok şey kazandırmaz. Daha aktif bir yaklaşım gerekir ki bu da deneydir.Ölçmenin önemi ise fizik-matematik ilişkisinde ortaya çıkar.(Daha sonra bu konuya değinilicek)

Fiziğin bir diğer temel özelliği evrendeki değişimleri değişmeyenlerle açıklamaktır. Yani denilebilir ki; fizik ve genelde bilim evrendeki değişimleri değişmeyen şeyler aracılığıyla açıklamaya çalışmaktır.Klasik fizikteki konum,hız,ivme kavramları düşünülürse;bu daha iyi görülür.Hız, konumun değişimidir ve eğer sabit değilse ivme kavramına ihtiyaç vardır.İvme hızın değişimidir ve eğer o da sabit değilse onun değişimini gösteren sabit bir niceliğe ihtiyaç vardır.Aslında insan doğadaki değişimleri, günlük hayatta sanıldığı gibi algılamaz.İnsanın doğayı algılamakta kullandığı beş duyusundan gözü düşünelim.Doğayı algılamak için en çok kullandığımız duyumuz süphesiz ki gözdür.Görme olayı beyin ile gözlenen nesnenin bir etkileşimidir, bu, göz aracılığıyla olur.Göz , hareketli cismin çok küçük zaman aralıklarıyla durumlarını algılar.Yani göze kadar olan sureçte bir süreklilik yoktur, sabit durumlar üzerinde sıçramalar vardır.Gözden sonraki süreçte (yani göz-beyin arası) süreklilik sağlanır.

Sonuçta bazı şeylerin değişmemesiyle, evrendeki değişimleri açıklamak fiziğin metodunun temelinde vardır.Fizikteki korunum ve invaryantlık kavramları da bu noktada fiziğin temelinde yer almış oluyor.Korunum, niceliğin zamana gore değişmemesidir; invaryantlık ise sisteme göre değişmemesidir.Sistemler, çözüm yapılan değişik matematiksel sistemler de olabilir.Yani çözüm hangi matematiksel sistemde yapılırsa yapılsın sonuç aynı fiziksel gerçekliğe tekabül etmelidir. Bu, invaryantlığın en genel anlamdaki yorumudur.Özelde ise denilebilir ki invaryantlık bir niteligin bazı dönüşümlere göre değişmemesidir.Peki invaryantlık ya da korunum gerçekte var mıdır?Şüphesiz ki bu iki büyük kavramın ortaya çıkışında beklentilerimiz sandğıimızdan daha büyük rol oynamaktadır.Korunum ya da invaryantlık olmasaydı evreni anlamak bu günkünden daha zor olabilirdi.

Aynı ÅŸekilde fiziksel yasaların basitliÄŸi ilkesinde de beklentilerimiz büyük rol oynamaktadır.DoÄŸa basit midir yoksa karmaşık mı?Bilmiyoruz.Ama doÄŸayı açıklamak için yaptığımız yasalar basit olmalı.(Daha derinlemesine bir inceleme için: ‘Pozitif Bilimlerde Basitlik Ä°lkesinin Belirlenmesi Yolunda Bir Deneme’ Ä°.U. Ed. Fak.yayınları ,no:2866- 1981)Fizik ,onu yapan fizikçilerden bağımsız olarak düşünülemiyeceÄŸi için, fizikçilerin beklentileri de fiziÄŸin içinde ve metodunda yer etmiÅŸtir.(Aynı ÅŸeyler tüm pozitif bilimler için söylenebilir)

Fizik-matematik ilişkisi de fizik için oldukça temel bir ilişkidir.Matematikten bağımsız bir fizik düşünülemez.Ancak, fiziğin formel bilimler gibi aksiyomatik olmayışı onu saf matematikten ayırır.Klasik mantığın üç ilkesi fizikte de temeldir ama fizik tam olarak aksiyomatik değildir.Gerçi Kurt Godel in 1931 de yayınladığı o meşhur makalesinden sonra matematiğin de aksiyomatik yapısı tartışılır olmuştur ama ;20 gram su ile 30 gram suyu karıştırıp , karışımın kütlesini ölçtüğümüzde 60 gram buluyorsak, hatayı 20+30=50 önermesinde aramayız.Matematik bir formalizm olmasının ötesinde yer etmiştir fizikte.Çünkü evrenden soyutlanan birtakım şeylerin üzerinde matematiksel işlemler yaptığımızda, sonuçta bulunan şeylerin yine evrene ait olması sözkonusudur.Bu da matematiğin, fizikte sadece bir gösterim şekli olarak yer etmediğini gösterir.Ancak matematiksel olarak ortaya çıkan her sonuçla, fiziksel gerçeklikler arasında birebir tekabüliyet var mıdır?

Matematiksel bir önerme olgusal dunyaya ilişkin olduğu kadarıyla kesin değildir; kesin olduğu kadarı ile olgusal dünyaya ilişkin değildir.

Einstein

Einstein in bu düşüncesi yukarıda sorulan soruya bir cevaptır.Ama bu cevap ile matematiğin fizikteki konumu net olarak belirmez.Burada bir enformasyon azalışı sözkonusudur.(Aynı durum kuantum fiziğinde vardır:mikroevrende yapılan bir deneye ait olasılık genliği olası tüm sonuçları kapsar ama gözlenen deney sonucu bunlardan sadece biridir.)

Fizik ve felsefe de birbiriyle yakından iliÅŸkilidir.Newton dan Heisenberg e, Max Born dan David Bohm a kadar birçok fizikçi aynı zamanda iyi birer filozof idiler.Yazik ki filozoflar arasındaki iyi fizikçilerin sayısı bu kadar çok deÄŸildir.(Bu yüzden bazı fizikçiler felsefeden uzak durmayı tercih ederler) 17. yy. da Descartes in, şüpheciliÄŸiyle “düşünüyorum öyle ise varım” ı temel alması ve bunun üzerine felsefesini kurması; mekanik evren anlayışını oluÅŸturması ve Newton un öğrenciliÄŸi sırasında Descartes in görüşleriyle tanışıp daha sonra mekaniÄŸin o üç temel yasasını ortaya atması; fizik-felsefe iliÅŸkisinin baÅŸlamasıdır ve güzel bir örneÄŸidir.Zaten fizik, felsefe, matematik ve bugünkü diÄŸer doÄŸa bilimlerinin birarada olması ancak, Rönesanstan sonra ayrılmaya baÅŸlamaları; aralarında sıkı bir iliÅŸki olmasının doÄŸal bir sebebidir. Bu yüzden felsefe incelenmelidir.Çünkü felsefe tarihi, insanlığın geçirdiÄŸi düşünce aÅŸamalarıdır ve bu aıamaların belli bir yerinde pozitif bilimler doÄŸmuÅŸtur; cünkü epistemoloji, bilme sürecini sorgular ve bu süreç tüm pozitif bilimler için kaçınılmazdır, oysa pozitif bilimler bu süreci sorgulamaz. ÇeÅŸitli zamanlarda, bazı filozoflar ellerinden geldiÄŸince pozitif bilimler ve özellikle fiziÄŸi kullanıp bunun uzerine felsefelerini kurmuÅŸlardır.Fakat bu filozoflar kendi zamanlarındaki fiziÄŸi ne kadar iyi biliyorlardı?ÖrneÄŸin, entropi kavramını ya da kuantum fiziÄŸini gerçekten hazımsayabilmiÅŸler miydi yoksa bunlardan birer ikiÅŸer cümle okuyup felsefelerini bunlar üzerine mi temellendirmiÅŸlerdi? Bu durumda yapılanlar spekülasyon dan öteye geçemez.Ya da doÄŸa bilimleri -Marx ın yaptığı gibi- doÄŸrudan topluma veya insanlara uygulanabilir mi?(felsefe açısından fizik-felsefe iliÅŸkisi ve sorunları bu durumdadır) Sonuçta fizik (ve genelde doÄŸa bilimleri) temel alınarak bir felsefenin kurulması ancak bir fizikçinin yapabileceÄŸi iÅŸtir.

Son olarak fizikteki temel kavram ve ilişkilerin 19. yy. sonlarında başlayan ve hemen her alanda etkisini gösteren değişim sürecinden nasıl etkilendiklerini özetleyelim:

• 17. yy. da doÄŸa kendi dışımızda,bizim varlığımızdan bağımsız, nesnel olarak varolan bir ÅŸeydi.20. yy. baÅŸlarından sonra artık, gözleyenler olarak doÄŸanın içindeki yerimizi aldık ve incelediÄŸimiz, saf olarak doÄŸa deÄŸil, doÄŸa ile bizim birleÅŸimimizden oluÅŸan sistem oldu. Ölçme sırasında doÄŸaya yapılan müdahale göz önüne alınmaya baÅŸlandı.(Bu müdahale makroevrende daha tespit edilebilirdir ancak, kuantum fiziÄŸinin incelediÄŸi mikroevrende tespit edilemez niteliktedir.Bu noktada daha fazla ayrıntı denemenin konusu dışındadır.)
• 17. yy. da uzay ve zaman; birbirinden, olaylardan ve nesnelerden bağımsız olarak ele alınıyordu. (Newton mekaniÄŸinde her türlü deÄŸiÅŸimden bağımsız akan -ve olaylar olsa da olmasa da akmaya devam eden- bir zaman vardır.Uzay da buna benzer niteliktedir.Madde var olsa da olmasa da uzay vardır.)19. yy. dan sonra görüldü ki maddenin olmadığı yerde, uzaydan; deÄŸiÅŸimin olmadığı yerde de zamandan bahsetmek anlamsızdır.Böylece uzay ve zaman mutlak kimliklerinden kurtulup göreceli ve birbirlerine baÄŸlı yerlerini aldılar.
• Neden-sonuç zinciri varlığını korudu ve koruyacakda.Çünkü yukarıda belirtildiÄŸi gibi; olayların birbirine neden-sonuç zinciriyle baÄŸlı olmadığı bir evrende, olayların sebebi baska yerlerde aranmaya baÅŸlanır ve bu da pozitif bilimlerin (doÄŸa bilimlerinin) sonu demektir.Ancak evrene karşı olan deterministik bakış yerini olasılığa bıraktı.
• 17. yy. da; yapılan ölçme ve deneylerin doÄŸaya bir müdahale olduÄŸu düşünülmüyordu. 20. yy. da; insanın, bilme sürecindeki yeri daha iyi anlaşılınca bu müdahale farkedildi ve ölçme,deney gibi kavramlar daha iyi anlaşıldı.Özellikle kuantum fiziÄŸinde deneyin ve ölçmenin niteliÄŸi klasik fiziÄŸinkinden oldukça farklıdır.Ölçme -ister makroevrende ister mikro evrende- ölçülen sisteme yapılan bir müdahaledir.Bu müdahale makroevrende tespit edilip hemen hemen giderilebilir nitelikte olduÄŸu halde mikroevrende bu nitelikte deÄŸildir.Çok temel ve utopik bir örnek olarak ÅŸu verilebilir : Görme sürecinin baÅŸlayabilmesi için gözümüze bir foton gelmesi gerektiÄŸi düşünülürse bir elektronu görebilmek (!) için onun üzerine bir fotonun çarpıp gözümüze gelmesi gerekir.Bu ise elektronun durumunu daha farklı gormemiz demektir. Yani bu müdahale kaçınılmazdır.Dolayısıyla ölçme-gözlem-deney üçlüsünün niteliÄŸi tamamen deÄŸiÅŸmiÅŸ oluyor ancak önemlerini koruyorlar.
• Basitlik ilkesi onemini korumaya çalışıyor ancak özellikle kuantum fiziÄŸiyle ve daha sonraki geliÅŸmelerle (string theory,yuksek boyutlarda -10,11- çözümler vb.) bu ilke terkedilmiÅŸ gibi görünüyor. Ya mikroevren oldukça karmaşık ya da mikroevreni klasik fizikten kalan bazı kavramlarla (alan, tanecik, lokalizasyon gibi)açıklamaya çalıştığımızdan teoriler ve soyutlamalar karmaşıklaşıyor.
• Fizik-matematik iliÅŸkisi 17. yy. da,matematiÄŸin fizikte sadece bir gösterim ÅŸekli olmasından ibaretti.Oysa 20. yy. ve sonrasında özellikle teorik fiziÄŸin geliÅŸmesiyle; matematik, fizikte bir formalizm olmaktan öteye geçti.
• Ve fizik-felsefe iliÅŸkisi.Kuantum fiziÄŸini doÄŸuran 20. yy. başı ve 19. yy. sonundaki geliÅŸmeler beraberinde çok derin felsefi tartışmalarıda getirdi.Bununla çok güzel yerlere varıldı ama çok da spekülasyon yapıldı.Felsefe, fizik için kaçınılmazlığını korudu ve koruyacak da.Aynı ÅŸekilde fiziÄŸin de felsefe için kaçınılmaz olduÄŸu görüldü.(Tabii ki ontoloji ya da benzer dallar için)