Laplace’in Şeytanı

Schrödinger

Bir parayı havaya attığınız zaman yazı mı yoksa tura mı geleceğini bilebilir miyiz? Evet; ama bu “bilmek”ten çok şanslı bir tahmindir sadece, kesinlikle daha fazlası değildir. Peki ya böyle bir şeyi hesaplayabilecek bir gücünüz olsaydı; attığınız paranın ne geleceğini, sayısal lotoda çıkacak numaraları ya da evden dışarı çıktığınızda başınıza gelecek talihsizlikleri veya karşılaşacağınız tanıdıkları önceden bilmeniz gibi bir şansınızın olduğunu düşünün…

-Sizce bu geleceği görmek mi?

      Pratikte hayır; ama teoride bu mümkün. 1801’de Fransız fizikçi Marquis Pierre Simon de Laplace “Olasılık Hakkında Denemeler” isimli kitabında, daha sonra Laplace’in şeytanı diye anılacak olan, bu teoriyi açıklamıştır. Bu teoriyi açıklamadan önce olasılık, determinizm, De Moivre, Laplace ve Heisenberg’den bahsetmemiz gerekecek, sonra da Maxwell’den.
1700’lerin başında Londra’da yaşamış bir istatistikçi olan Abraham De Moivre (1700lerde istatistik diye bir bilim dalı olmadığını göz önüne alırsak, De Moivre’nin istatistik biliminin kurucusu olduğunu söyleyebiliriz) şans diye bir şeyin olmadığını, bunun sadece bir yanılsama olduğunu, şans eseri olarak tanımladığımız şeylerin aslında bildiğimiz fizik kuralları sayesinde meydana geldiğini savunmuştur. Örneğin havaya attığımız paranın yazı mı yoksa tura mı geleceğini; hava akımı, elin açısı, elin yüksekliği, paraya uygulanan kuvvet, paranın alaşımı ve yerin şekli (paranın yere düştüğü kabul edilirse) gibi fiziksel faktörleri hesaplarsak kolayca(!) bulabiliriz. Bunu hesaplamak oldukça güçtür, hatta mümkün değildir; ama bu şansa bağlı olduğunu göstermez. Aradaki bu ince farkı görmemiz lazım, hesaplayamamamız hesaplanamayacağı anlamına gelmez.
Bu düşünce sistemine Determinizm deniyor, “hiçbir şey belirsiz değildir; her şey kendinden önceki sebebin bir sonucudur, biz bu sebebi bilsek de, bilmesek de…”
De Moivre bu imkânsız gibi görünen teoriyi ölümüyle bir nevi doğrulamıştı. Hayatının son dönemlerinde her gece fazladan 15 dakika uyuduğunu fark etmişti. Eğer uykusu her gece 15 dakika uzuyorsa, 24 saat uyuduğu gün ölecekti, De Moivre bu günü 27 Kasım 1754 olarak hesapladı ve o gün öldü. Tabii ki bu teorisini tam olarak kanıtlamaz; ama doğru ölçümlerin yapıldığı zaman her şeyi tahmin etmenin mümkün olduğunu gösterir.
De Moivre’in “Şansın Doktrinleri” isimli 52 sayfalık eseri (olasılık teorisi konulu ilk çalışma olduğu için matematiksel olarak önemi büyüktür) Laplace’in çalışmalarına temel oluşturmuştur. Laplace’in önemi, olasılık teorisini matematikte kullanan ilk kişi olmasıdır. Ayrıca çan eğrisi diye adlandırdığımız sistemi de işlevsel olarak kullanan ilk kişidir.
Laplace astronomi ve olasılık hakkında birçok çalışma yapmış ve önemli sonuçlara varmıştır ama benim bahsetmek istediğim kısım “şeytan” teorisi.

      Laplace, olaslık teorisini şu şekilde açıklıyordu; bir durumun olasılığını hesaplamak için kurulan denklemler, sonuçtan emin olmayı sağlamıyordu, sadece hata payı en az olan sonucu bulmaya yarıyordu; yani hata payını ortadan kaldırmaya değil, en aza indirmeye çalışıyordu, çünkü hatasız bir denklem kurmak mümkün değildi. Kusursuz bir denklem kurmak için gerekli olan bilgiler asla elde edilemezdi.

 İşte şimdi Laplace’in Şeytanı’ndan bahsedebiliriz. Laplace, teorisini şöyle tanımlıyor:

“Evrenin şimdiki halini geçmişin sonucu ve geleceğin nedeni olarak ele alabiliriz. Bir an için evrenin tüm güçlerinin ve bunu oluşturan tüm varlıkların konumlarını anlayabilen bir canlı olduğunu düşünürsek, ve bunun bu verileri inceleyebileceğini de düşünürsek, aynı anda evrendeki en büyük varlıklardan en küçük atomlara kadar her şeyi hesaba katarak bir hesap yaparsa, hiçbir şey belirsiz değildir ve gelecek de, aynı geçmiş gibi, onun gözlerinin önündedir.”

Daha sonra bu teori Laplace’in şeytanı olarak anılmaya başlamıştır, aynı tanrı gibi her şeyi bilen bu canlı, şeytana benzetilmiştir. Eğer bu şeytan bir an için kusursuz bilgiye ulaşabilirse, o andaki her atomun konumunu ve üzerlerine etkiyen kuvveti bilirse, saf enerji olan, düşüncenin hızı, ışık hızından daha hızlı olduğu için şeytan o bir an içinde tüm olasılıkları hesaplayabilir ve en az hata payı içereni seçerse doğru seçim sayesinde geleceği kendi istediği yönde etkileyebilirdi ve gelecekte olacak şeyler birbirine bağlı olduğu için de (her olay kendinden önceki bir olayın sonucu, sonraki bir olayın sebebidir) geleceği de geçmiş gibi basit bir şekilde gözünde canlandırabilecekti.
Bu teoriye karşı çıkan bilim adamlarının en büyük itirazı, felsefi ve dini açıdan bakıldığı zaman teorinin, “özgür irade” kavramını yok saymasıydı. Bizim, yaratılanların en mükemmeli olarak kurmalı bir oyuncaktan en büyük farkımız özgür irademizdi. Peki gerçekten Laplace’in kastettiği şey bu muydu? Yoksa kusursuz bilgiye ulaşmanın nerdeyse imkânsız olduğu bu kuantum dünyasında, özgür irade ile çelişmeden bir adım ötesine geçerek onu aşan bir sonsuz irade kavramını mı ortaya koymak istemişti? Çoğu kişi bu zor soruya cevap aramak yerine daha kolay olan şu sonucu seçti: “tanrı evreni yarattı ve biz aktörlere bu sınırlı senaryonun dışına çıkmadan oyunda kalma iznini verdi.” Ama Laplace’in sormak istediği asıl soru şuydu: “Eğer böyle bir araç olsaydı; bu aracın, benim özgür irademin sonucu olarak nitelendirdiğim gelecekteki hareketlerimi tahmin etmesini ne durdururdu?”
Heisenberg 1926’da yayınladığı makalesinde “Belirsizlik İlkesi”ni ortaya koymuştur ve bir bakıma Laplace’ın teorisini çürütmüştür.

Heisenberg’in ulaştığı sonuç şuydu:

Doğada hiçbir partikülün kesin olarak konumu ya da hızı bilinemezdi. Çünkü bilim adamı bir partikülün yerini bulmak için üzerine ışık tutuyordu ve partikül ile ışık dalgası kesiştiği zaman parçacığın konumunu belirleyebiliyordu.

Ama bu sırada istenmedik bir sonuç da ortaya çıkıyordu, ışık ve partikül kesişinceye kadar partikülün hızı bilinemeyeceği için partikülün hızı belirsiz bir şekilde değiştirilmiş oluyordu.

Bu da partikülün hem hızının hem konumunun aynı anda bilinemeyeceğini gösteriyordu, fiziksel dünyada her zaman bir belirsizlik vardı. Böylece modern kuantum fiziği doğdu Schrödinger de aynı olayı şu felsefi soruyla açıklamaya çalışmıştır:

 “Bir kediyi, radyoaktif bir atom, bir şişe içinde siyanür gazı ve enerji aldığı anda çalışmaya başlayan bir çekiçle aynı kutuya koyarsan ne olur? Eğer radyoaktif madde hareketlenirse çekiç çalışacak, şişeyi kıracak ve kedi ölecektir. Ama eğer radyoaktif madde hareketlenmezse kedi yaşayacaktır. Ama bilim adamı kutuyu açana kadar atom ne hareketli ne de hareketsizdir, iki olasılığın da birleşimidir. O zaman kutu kapalıyken kediye ne olur?”

      Schrödinger’in Kedisi olarak bilinen bu teoriyi şöyle yorumlayabiliriz; biz kutuyu açana kadar kedi hem ölü hem de canlıdır, ancak kutu açıldığında iki durumdan birinde ya da diğerindedir, olmak zorundadır. Bu da partikülün, biz konumunu tespit edene kadar nasıl belirsiz, ya da aynı anda iki yerde, olabileceğini açıklıyor.
Bu durumda şeytan teorisi geçersiz kılınmış oluyordu, çünkü herhangi bir anda evrendeki parçacıkların yeri belirsizdir ve konumlarını tespit etmek olanaksızdır.
Maxwell de Heisenberg gibi mutlak kanunlara inanmıyordu. Maxwell Termodinamiğin ikinci kanununun gerçek dışı olduğunu kanıtlamıştır. İsterseniz ikinci kanunun önemi üzerinde biraz duralım. Birinci kanun hepimizin bildiği “madde yoktan var, vardan da yok olamaz”dır. İkinci kanun ise biraz daha kapsamlı ve işlevseldir. “Enerji çok yoğun olan yerden az yoğun olan yere kendiliğinden akmak eğilimindedir”. Bu ikinci kanun, şimşekten, kayaların dağdan aşağı yuvarlanmasına, boşalan pillerin tekrar dolmamasından, lastiğin havasının inmesine, gemilerin batmasından ocaktan inen kızgın yağın soğumasına kadar pek çok şeyi açıklıyordu. Özellikle de zamanın tek yönlü akışını açıklıyordu, bu yüzden “zaman oku” olarak da anılmaktadır. Ne gördüğümüzü, deneyimlerimizin ne olduğunu ve olacaklar hakkında ne düşündüğümüzü özetler ikinci kanun.
Maxwell gaz tüpleriyle yaptığı deneyle ikinci kanunun mutlak olmadığını, olası olduğunu kanıtladı. İkinci kanun ancak büyük olasılıkla sağlanabiliyordu. Bu da fizik yasalarının tamamının kesin olmadığını gösterdi ve insanlara “şans” diye bir şeyin varlığının kanıtlandığını tekrar düşündürdü.

Hâlbuki Laplace’in tam olarak anlatmaya çalıştığı şey gerçekten bir Şeytan’ın varolması ya da varolma ihtimali değildi, bu sadece durumu basitçe anlatmak için kullandığı bir benzetmeydi. Aslında o andaki tüm bilgiye sahip olan ve bilgileri aynı anda işleme sokarak fizik kurallarıyla sistemin devamını sağlayan şeytan, başlı başına evrenin ta kendisi değil midir?

Her şey birbiri ardına düzen içinde işliyor, her şey kendinden önceki sonuca ve kendinden sonraki sebebe dayanmıyor mu? Buna ister “Tanrı” diyelim ister “evren”, ister biz farkında iken dönsün bu çark isterse biz gözümüzü yummuşken, sonuçta her şey şans sayesinde değil, belirli olasılıklar dâhilinde gerçekleşmektedir.

Gördüğümüz gibi bu düşünceler birbirini çürütürken kendi içinde de tüm sorulara tam ve doğru yanıtlar vermeyi başaramıyor, mutlaka bir yerlerde bir şeyler eksik, cevapsız ya da belirsiz olarak kalmaya devam ediyor. Alev Alatlı kısaca şöyle özetliyor durumu:

  “İnsanlar, insan toplulukları gözlemlendikleri süreçlerde belirli nitelikler sergileyebilirler ancak bu nitelikleri kalıcı değildir. Zaman ve mekânın mutlaklığı Newtonsal bir illüzyondan ibaretti, bunu Einstein ve görecelik yıktı. Kuantum Teorisi, ölçümleme sonuçlarının kesinliğine ilişkin rüyalardan uyandırdı. Laplace’çıların geleceğin öngörülebilineceğine dair fantazilerini de kaos bilimi ortadan kaldırdı. Bu nedenledir ki, İkinci Aydınlanma Çağı’nın anlayışı “Dünyaya dair olup da, yüzde yüz doğru ya da yüzde yüz yanlış olduğu kanıtlanmış tek bir olgu yoktur.” doğrultusunda; ve buna insanların kendi ve başkaları hakkında verdikleri hükümler dâhil.”

KAYNAKLAR:
http://everything2.com
http://en.wikipedia.org
http://afyuksel.com
Http://home.att.net

Onur ÖZGÜVEN
o6128@dho.edu.tr