Neden Geçmiş Yerine Geleceği Hatırlamıyoruz?
Neden geçmişi anımsıyoruz da geleceği hatırlamıyoruz? Zamanın oku neden ileriyi gösteriyor ve zaman geçmişten geleceğe akıyor? Fizik yasalarında zamanın oku yoktur. Görelilik ve kuantum fiziği bağdaşmaz ama her ikisi de zaman geçmişe aksa dahi işler. Fizik yasalarının evreni tanımlamak için her zaman geçerli olması gerekir. İnsan beyni ve ondan türeyen zihnimiz de fizik yasalarına uyduğuna göre neden geçmiş yerine geleceği hatırlamıyoruz? Fizik için fark etmezken neden insanlar zamanın okunun ileriyi gösterdiğini algılıyor? Zihinsel zamanı entropi kavramıyla görelim.
Zamanın oku ve geçmiş
Önceki yazılarda zamanın neden geleceğe aktığı sorusuyla entropi arasındaki ilişkiyi termodinamik ve kuantum fiziği bağlamında gördük. Bu yazıda insan zihnine göre zamanın neden geleceğe aktığına odaklanacağız; çünkü fizik yasaları zamanda simetrik ve neden yalnızca geçmişi hatırladığımızı gösteren kesin bir yasa yok. Bunu doğadaki olaylara başka açıdan bakarak açıklamak zorundayız.
Sağduyumuzla biliriz ki düzensizlik zamanla artar. Örneğin odamız zamanla dağılır ve tekrar toplamak zorunda kalırız. Yatak odanız gibi fiziksel bir sistem her zaman düzenli bir durumdan düzensiz bir duruma geçecektir. Entropi tam olarak bu değildir ama entropiyi düzensizliğin artışı, çürüme ve bozulma olarak gösterebiliriz. Bunun için insan beyninin zamanı nasıl algıladığına bakalım:
Zaman algımız anılarımızdan ileri gelir. Anılarımız geçmişe aittir. Şu anda bir saniye öncesini hatırlıyoruz ve bir saniye önce de şu andan iki saniye öncesini anımsıyorduk. Bu böylece sürüp gider ve geçmiş algısını oluşturur. İnsanın kendisi ve çevresini algılaması aslında 120 milisaniyelik bir süreçtir. Bu yüzden geçmiş zamanın akışını saniyelerle ölçsek de insanlar için milisaniyelerle ölçmemiz gerekir.
Gerçi zamanı ne çözünürlükte ölçtüğümüz önemli değil: İnsanlar zamanın akışını olayların birbirini sırayla takip etmesiyle algılar. Dünyada her an fark edemeyeceğimiz kadar çok şey gerçekleşir ama bizler farkında olduğumuz olayları ardışık olarak algılarız. Bir şey biter ve başka bir şey başlar. Bunun dışında önceki gün veya on yıl öncesini de hatırlarız. Nitekim insan beyninde hipokampus organı kısa süreli belleği uzun süreli belleğe taşır (yeni bir telefon numarasını ezberlemek gibi).
Geçmiş zaman olur ki
Anılarımız bilgisayar dosyaları gibi zaman damgalı değildir ama geçmişten geleceğe dizilir. Bedenimizin biyolojik ritimleri anılarımızı sıraya koyar: Mide asidi salgısı gibi birçok biyolojik süreç kimyasal iç saatimize göre düzenlenir ve biz de anılarımızı bu doğal saate göre sıraya koyarız. Öte yandan evrende düzensizlik ve entropi her zaman artar. Peki insan zihni zamanın akışını entropinin artışına bağlı olarak nasıl algılıyor? Evrenin anlaşılır olmasını sağlayan psikolojik zamanı görelim:
İlgili yazı: Kodlama İçin En Gerekli 16 Programlama Dili
Yerbilim ve geçmiş zaman
Nörolojide anıların rolü çok derin ve karmaşık bir alandır. Neyse ki psikolojik zaman algısı ilkelerini kavramak için o kadar derine inmeye gerek yok. Hatta madem ilkelerden konuşuyoruz öyleyse konuyu basitleştirmek için insan beynini bir kaya parçasına benzetelim. Tabii ki o denli basit değil ama kaya da beyin de atomlardan yapılmıştır ve zaman algısıyla entropi arasındaki ilişkiyi göstermek için atomları kullanmamız gerekecektir. Bu yüzden şimdilik kaya örneğine sarılın.
Peki kayaların geçmişi var mı? Tabii ki var! Mesela Güneş Sistemi’yle birlikte 4,55 milyar yıl önce oluşan bir asteroidi, uzay kayasını ele alalım. Asteroidin ham maddesi 5 milyar yıl önce patlayan bir yıldızın uzaya saçtığı tozdan gelmektedir. Güneş Sistemi oluşurken toz taneleri farklı mineraller içeren çakış taşları halinde birleşerek asteroitleri oluşturmuştur. Her asteroit birçok taşın çarpışarak birleşmesinden meydana gelir. Öyleyse asteroitlerin içyapısı geçmişini gösteren izler taşır.
Bir anlamda asteroitler yüzeyine çarpan bütün kozmik ışınları hatırlar; çünkü sıcaklık farkı ve radyasyon kayaların moleküler yapısını değiştirir. Demek ki gezegenbilimciler asteroidin geçmişini tortul kaya ve kristallere bakarak Dünya’nın geçmişini öğrenen yerbilimciler gibi okuyabilirler. Her ne kadar fizikte kesin ölçümler mümkün olmasa da asteroidin jeolojisine bakarak geçmişini öğrenebiliriz.
Özetle bir kayanın bugünü geçmişine bağlıdır ve sizden bunu aklınızda tutmanızı isteyeceğim ama bu eksik bir önerme: Bir kayanın bugünü sadece geçmişine bağlıdır, geleceğine değil ki geçmişe bağlı derken uzay kayasını oluşturan olaylar örgüsünü kast ediyorum. Bütün bunlar çarpışmalar ve diğer fiziksel etkileşimlerdir ki özünde bir ilişkiler ağı oluşturur (network). Fizikte bir şeyi meydana getiren olaylar zincirine bağıntılar ağı deriz.
Peki ya kayanın geleceği?
Uzay kayamız uzak gelecekte ufalanıp toza dönüşecek, sonra moleküllerine ayrışacak, ardından atomları dağılacak, atom çekirdekleri bozulacak ve son kara delik buharlaştıktan sonra belki protonlar bile bozunacaktır. 10120 yıl geçtikten sonra asteroitten geriye sadece bir avuç foton kalacaktır. Oysa bu olaylar henüz gerçekleşmemiştir. O yüzden bugünkü asteroit geleceğin değil, geçmişin izlerini taşır. Bu size düz mantık gibi gelebilir ama bir de buna fizik yasalarının zamanda simetrik olması açısından bakalım. Fizik yasaları zaman geçmişe aksa da işler. Öyleyse zaman neden geleceğe akıyor?
İlgili yazı: Gerçek Adem: ilk insan ne zaman yaşadı?
Kuantum fiziğinde geçmiş zaman
Evrende geçmiş zamanın akışını gösteren çok sayıdaki olayı sayamayız ama zamanın akışını parçacık etkileşimleriyle gösterebiliriz. Diyelim ki evrenin başlangıcında bir pozitron (pozitif yüklü antielektron) bir nötr pion parçacığıyla çarpışarak bir proton oluştursun (Feynman Diyagramına bakınız).
Bir proton üretmek için önce iki gama ışını fotonunu çarpıştırır ve nötr pion sentezlersiniz. O da pozitronla çarpışarak proton oluşturur. Bugün bu olasılık gerçekleşmeyecek kadar düşüktür ama büyük patlamadan sonra evren çok küçük ve sıcaktı. Protonlar büyük patlamada böyle üretilmiş olabilir.
Şimdi Feynman Diyagramını ters çevirdiğinizi düşünün. Bu durumda protonların nasıl oluştuğu değil, gama ışını fotonlarına bozunarak nasıl yok olacağını gösterir. Bildiğimiz kadarıyla protonlar kararlıdır ve uzak gelecekte bile bozunmayacaktır ama Feynman Diyagramı kuantum fiziğinin zamanda simetrik olduğunu gösteriyor (proton oluşumu ßà bozunumu). Biz de zamanın oku için protonun 1034 yıl sonra bozunmaya başlayacağını varsayalım. Gama ışını çıkararak nötr piyon ve pozitrona bozunacak.
Peki proton büyük patlamada nasıl oluştuğunu hatırlayabilir mi? Klasik fizikte bir parçacığın anlık konumu ve momentumu gibi özelliklerini kesin olarak bilebiliriz. Böylece o parçacığın geçmişi ve sonsuz geleceğini hesaplayabiliriz. Öyleyse protonun içerdiği enformasyon geçmişte nasıl oluştuğunu gösterecektir! Bir anlamda proton geçmişi hatırlayacak, ondan izler taşıyacaktır.
İlgili yazı: İnternetinizi Uçuracak En İyi 10 Modem
Proton, asteroit ve geçmiş zaman
Feynman Diyagramı zamanda simetrik olduğundan proton hem geçmişini hem de geleceğini anımsayabilir; çünkü proton oluşumunun tersi proton bozunum reaksiyonudur. Şimdi diyeceksiniz ki “Ama hocam kuantum fiziğinde belirsizlik ilkesi var bu yüzden geleceği bilemeyiz.” Haklısınız ama belirsizlik ilkesi sadece geleceği neden bilemeyeceğinize dair bir ipucu verir. Oysa kuantum fiziği ve Feynman Diyagramının zaman geçmişe aksa da işlemesini engellemez. Buna daha yakından bakalım:
Kuantum fiziğine göre protonların oluşması gibi olaylar sadece neden-sonuç ilişkisine, nedenselliğe tabi değildir. Bazen mikroskobik dünyada olaylar rastgele gerçekleşir. Biz ise enformasyon yoluyla sadece neden-sonuç ilişkisine göre gerçekleşen olayları bilebiliriz. Bu yüzden protonun içerdiği enformasyon onun nasıl oluştuğunu göstermiyor olabilir. Belki de rastgele oluşmuştur. Bu da neden yalnızca geçmişi hatırladığımıza dair önemli bir ipucudur. Şimdi asteroide geri dönelim:
Asteroit daha ilk anda bir olaylar örgüsüne bağlı olarak oluşur. Birçok toz taneciği ve çakıl taşı birkaç yüz bin yılda bir araya gelerek uzay kayamızı oluşturur. Öyleyse asteroidin oluşumu onu oluşturan parçaların geçmişine, öyküsüne ve nasıl meydana geldiğine bağlıdır. Klasik fizikte bütün bunları bilebiliriz; çünkü her şey neden-sonuç ilişkisine göre gerçekleşir.
Yalnızca asteroiti oluşturan bütün olayları atom düzeyinde tek tek ölçüp saymaya ömrümüz yetmez. Bu klasik fizikteki bilinemezlik ilkesidir. Oysa proton etkileşimleri gibi atomaltı ölçekte gerçekleşen olaylar büyük ölçüde rastlantısaldır. Bu yüzden bir proton veya asteroidi oluşturan olaylar örgüsünü asla tümüyle bilemeyiz. Bu belirsizlik ilkesi olup zamanın okunu gösterir. Bunu entropiye bağlayalım:
İlgili yazı: Sonsuzluk Gerçek mi, Yoksa Matematik Uydurması mı?
Geçmiş, gelecek ve anılar
Uzay kayaları oluştuktan bir süre sonra, belki çok sonra yerçekimi, radyasyon, asteroit çarpışmaları ve benzeri nedenlerle ufalanmaya başlayacaktır. Bir asteroidin parçalanması demek asteroit düzeninin bozulması demektir. Asteroitler ufalanarak toz bulutuna dönüşür. Oysa uzayda birçok toz bulutu vardır ve siz belirli bir toz bulutuna bakarak asteroitten mi, yoksa kuyrukluyıldızdan mı geldiğini anlayamazsınız. Öyleyse entropi cisimleri meydana getiren olaylar örgüsündeki belirsizliğin artmasıdır.
Entropi iki ayrı fiziksel sistemin birbirine ne kadar benzediğinin ölçüsüdür. Entropinin artması demek bir fiziksel sisteme bakıp hangi olaylarla oluştuğunu anlama şansımızın azalması demektir. Örneğin ateş yakarken dumanın hangi odundan geldiğini uzaktan bakarak anlayamazsınız. İnsanların anıları ve yaşantıları da bir olaylar örgüsüdür:
Bütün deneyimlerimizle öğrendiğimiz şeyler uzun yıllar boyunca sosyal ve fiziksel çevremizle girdiğimiz etkileşimlerle karmaşık olaylar örgüsüne bağlıdır. Hatta anılarımızı da beynimize nöronlar arasındaki sinir ağlarıyla kaydederiz, yani anılarımız da bir iletişim ve bağıntılar ağıdır. Yeni anıların bağıntıları sınırlı, eski anıların bağıntıları ise çok sayıdadır; çünkü eski anılarımız o kadar çok değişkenden etkilenmiştir ki artık iç içe geçmiştir. Sonuçta yeni şeyleri eski deneyimlerimize göre öğreniriz.
Bu durumda yaş aldıkça ve yaşlandıkça beynimizde entropinin arttığını ve anılarımızın belirsizleştiğini söyleyebiliriz (Bunu genç beyinlerin olayları daha iyi kaydetmesi ve yaşlıların yeni olayları hatırlamasının zorlaşmasıyla karıştırmayalım). Öyleyse geleceği değil geçmişi anımsıyoruz; çünkü entropi zamanla artıyor ve bu yüzden zamanın oku geleceği gösteriyor:
İlgili yazı: Düz Dünya Teorisini Çürüten 12 Kanıt
Büyük patlama ve entropi
Zamanın geleceğe akmasının tek yolu evrenin büyük patlamada, yani oluşum anında minimum entropide olmasıdır. Tıpkı boş odaya tavandaki bir delikten duman basarsanız duman moleküllerinin odanın tamamına yayılacak olması gibi evrendeki madde ve enerjinin de büyük patlama anında çok küçük bir noktada toplanmış olması gerekir.
Nitekim evren büyük patlamadan beri sürekli genişliyor, genişlerken madde ve enerji etkileşime girerek uzaya yayılıyor. Bu da madde ile enerji iş yapamayacak kadar seyrelene dek evrenin galaksiler, yıldızlar, gezegenler, insanlar ve belki de Dünya dışı zeka üretmeye devam edeceği anlamına geliyor. Peki evren büyük patlamada neden çok küçük, sıcak bir nokta ve minimum entropi durumundaydı?
Özetle büyük patlamaya ne yol açtı? Onu da kozmik enflasyonda okuyabilir, evrenin gelecekte maksimum entropiye ulaşıp nasıl yok olacağını görebilir ve 180 resimde varoluşun kısa tarihini inceleyebilirsiniz. Özgür irade var mı diye sorarak zamanın okunun nesnel gerçeklikle nasıl ortaya çıktığını sorgulayabilirsiniz. Hızınızı alamayarak gözünüz 10 milyar yıllık ışıkla dolanıksa geleceğin geçmişi nasıl etkileyeceğini de merak edebilirsiniz. Keşif duygunuzun canlı kalacağı sportif ve verimli günler dilerim. 🙂
Zamanın sonuna yolculuk
1The arrow of time and the nature of spacetime
2On the Relation between the Psychological and Thermodynamic Arrows of Time
3Entropy, biological evolution and the psychological arrow of time
