Kategori arşivi: Bilim-Teknoloji

Uzayda Hayatı Ganymede Uydusunda mı Arayalım?

Uzayda-hayatı-ganymede-uydusunda-mı-arayalımGüneş Sistemi’nde yaşam aramak için Jüpiter uydusu Europa, Satürn uydusu Enceladus ve hatta Mars’tan önce en büyük uydumuz Ganymede’ye mi bakalım? Ganymede’nin olası çok katlı okyanusu ve manyetik alanı yaşam doğurur mu? Dünya’nın arka bahçesindeki Ganymede uydusunda yaşamak için nereyi araştırmalıyız?

Başlıca seçeneklerimiz şunlar

  • Yer kütlesinin yüzde 38’ine sahip ve çapı Yer’in yarısı olan kızıl gezegen Mars. 1 milyar yıl boyunca bir okyanus, göller ve denizlerle kaplıydı. NASA’nın Azim robot gezgini krater diplerinde su buzu buldu.
  • Venüs kontrolsüz küresel ısınmaya uğramadan önce bir adalar ve okyanuslar gezegeniydi. Şimdi yüzey sıcaklığı +460 derece, çok kalın bir karbondioksit atmosferi var. 1 gram su yok ama sülfürik asit yağmurları yağıyor. Mars’tan önce Venüs’te zeplin şehirler kurabiliriz.
  • Jüpiter uydusu Europa ve Satürn uydusu Enceladus… Buzul altı okyanuslarının kimyasal bileşimi, mineralleri ve sıcaklığı bakteri yaşamına uygun. Ana akım bilimde yaşama en uygun uydular… Özellikle de yüzeydeki buzul çatlaklarından güneş ışığı gören okyanus suyunda yaşam olabilir. Belki okyanus tabanında yaşam doğuran alkalin menfezler de vardır.
  • Satürn’ün dev uydusu Titan: -186 derecelik yüzeyinde sıvı metan göller olan, puding kıvamında yağmur yağan, Güneş Sistemi’ndeki uydular arasında hava olayları ve su sistemleri görülen tek uydu… NASA Titan’a Dragonfly helikopteri gönderecek. Buz altı okyanusunda hayat olabilir.
  • Güneş’e ortalama 5,4 milyar km uzaktaki Neptün’ün Triton uydusu ve 5,9 milyar km uzaktaki cüce gezen Plüton… Bunların da karmaşık hava olayları ve buz altı okyanusları var. Kısacası hayat aramak için seçenek bol. Öte yandan Güneş Sistemi’nin en büyük uydusu olan Jüpiter çevresinde devinen Ganymede’yi de es geçmemek gerekir. Neden mi?

İlgili yazı: Kodlama İçin En Gerekli 16 Programlama Dili

 

Ganymede uydusunda ne olmalı?

Ganymede, Galileo’nun 1600’lerde teleskopla keşfettiği 4 büyük uydudan biridir ki bunlar da Dünya’nın ötesinde bulduğumuz ilk uydulardır. Bilim insanları son yıllarda Ganymede atmosferinde su buharı buldular. Ayrıca Ganymede’nin farklı sıcaklık ve basınçtaki dört buz katmanının arasına farklı derinliklerde sıkışmış olan yine 4 ayrı tuzlu su okyanusu var. Özellikle de uygun sıcaklık, kimya ve basınçta olduğuna inandığımız en üst buz altı okyanusun Europa’ya benzediği kanısındayız. Dolayısıyla yaşama uygun olduğunu düşünüyoruz. Elbette Yeryüzünün neden yaşama elverişli olduğuna ilişkin birkaç fikrimiz de var. Ganymede’de bunlar olması durumunda hayat bulma çok şansı artacaktır:

  • Yaşamın temel elementleri olan karbon, oksijen, azot, hidrojen, fosfor, sodyum, potasyum, çinko ve demir. Özellikle ilk beşi.
  • Yaşam doğurmak için uygun sıcaklık ve kimyada biyokimya reaktörleri olarak çalışan ve okyanus tabanında bulunan alkalin menfezler (hidrotermal bacalar değil!).
  • Saydığım elementleri şekerler, aminoasitler ve diğer yaşamsal moleküller olarak birleşmiş, yani genetik kod DNA ve RNA’nın altyapısının hazır olması.
  • Sıcak ve soğuk bölgeler arasındaki ısı farkının yararlı işte (üremek, çoğalmak) kullanılabilecek enerji sağlaması.
  • Ve tabii ki uygun tuzluluk oranında uygun mineraller içeren sıvı su.

Şimdi felsefedeki gereklilik ve yeterlilik kriterlerini bilime uygulayacağız. Yukarıdaki maddeler yaşamın ortaya çıkması için gereklidir ama yeterli değildir. Bunun için aşağıdaki ölçütlerin de olması gerekir. Ganymede bunların birkaçına sahipse asıl orada yaşam bulamamak sürpriz olur:

İlgili yazı: Gerçek Adem: ilk insan ne zaman yaşadı?

 

Ganymede uydusunda yaşam kriterleri

  • Canlıları güneş rüzgarı ile kozmik ışınların radyasyonundan koruyan güçlü ve kararlı bir manyetik alan.
  • Güneş’in kanserojen morötesi ışınlarını kesen kalın ve kararlı bir ozon tabakası.
  • Manyetik alan üreten aktif bir metalik çekirdek.
  • Evrimi teşvik edecek farklı iklimler ve coğrafyalar yaratan yer şekillerine sahip girintili çıkıntılı, engebeli büyük kara parçaları.
  • Yüzeyde ve/veya yeraltında su okyanusları.
  • Ortalama uzunlukta gece-gündüz döngüsü. Günler ne kısa ne de çok uzun olacak. Atmosferin oksijenlenmesi için şarttır!
  • Okyanus, göl, akarsu, gölet tabanında ıslak kaya arayüzü (biyokimyasal tepkimeler için).
  • Hem sıcak çekirdekle içten ısıtmalı hem de yakmayan ılıman güneşle dıştan ısıtmalı bir gezegen.
  • Uydumuz Ay gibi gezegeni yerçekimi çapasıyla dengeleyip göbeğinin üstüne yatmasını engelleyerek iklimi milyarlarca yıl boyunca sabitleyen bir uydu (çok istisnai bir durum).
  • Hep unutulur: Bütün bu etkenlerin uygun bir kombinezonu.

Pekala. Elimizde gayet uzun bir alışveriş listesi var. O zaman markete, pardon Ganymede’ye gidip bu koşullara uygun olup olmadığına bakalım:

İlgili yazı: İnternetinizi Uçuracak En İyi 10 Modem

 

Ganymede uydusunda oksijen üretmek

Ganymede, Jüpiter’in dört büyük uydusu içinde gezegene üçüncü uzak aydır. Volkanik İo ile buzlu Europa’dan sonra ve buz kraterleriyle kaplı Callisto’dan önce gelir. Jüpiter, kendisine oldukça yakın olan Ganymede’ye yerçekimi kilidi atmıştır. Öyle ki uydunun kendi çevresinde dönüş hızı Jüpiter’e eşit olup bir yüzü gezegene bakar. Gaz devine yaklaşık 1,07 milyon km uzakta devinir ve 7 günde tur atar. Dışarıdan bakınca da Ay ve Merkür gibi ruhsuz, cansız, tekdüze görünür. Kayda değer bir atmosferi yoktur. Az miktarda oksijen sayesinde yüzey basıncı 1 mikropascal’dir ve gri yüzeyi kraterlerle kaplıdır.

Özetle Ganymede’de nefes almak için oksijen oranını artırmanın yanı sıra atmosferi 100 milyar kat kalınlaştırmak gerekir. Üstelik Europa kadar olmasa da Jüpiter’in güçlü manyetik alanına hapsolan ve doğal olarak hızlandırılan yüksek hızlı parçacıkların ölümcül iyonize radyasyonuna maruz kalır. Kısacası tatilde ilk gitmek isteyeceğiniz yer değildir. Oysa dünyevi önyargılardan kurtulmamız lazım. Bunu Mor Dünya hipotezinde yazdım ama Dünya insan yaşamından çok bakteri yaşamına uygundur.

Yaşama uygunluğa geniş bakın

Hatta bizi öldürecek zehirli, tuzlu, asitli, sıcak ortamlarda yaşayan ekstremofil siyan bakteriler ile halo bakterilere daha uygundur. O ünlü okyanusların yüzeyde olması şart değildir. Buz altı okyanuslar da yaşama uygun olabilir. Nitekim Ganymede’nin ince atmosferinde bol miktarda su buharı bulduk. Demek ki buzun altında sıvı su var.  Şimdi diyeceksiniz ki “Ama hocam, Güneş’in morötesi ışınları ve Jüpiter’in manyetik alanından savrulan yüksek hızlı yüklü parçacıklar var. Bunlar yüzey buzuna çarparak buzu parçalayabilir. Su buzunu ısıtıp uzaya uçurmakla kalmaz, suyu morötesi ışınlarla parçalayıp içindeki oksijeni de ince atmosfer halinde açığa çıkarabilir.” Doğrudur. Gezegen işte ama:

İlgili yazı: Düz Dünya Teorisini Çürüten 12 Kanıt

Ganymede auroraları.

 

Ganymede uydusunda organik kimya kaynakları

Hubble’ın STIS (tayf ölçüm) kamerası 1998’de Ganymede’ye bakınca astronomları şaşırtan bir şey gördü. Uyduyu ekvatorun altı ve üstünden saran auroralar vardı. Demek ki Ganymede’yi saran manyetik alan sadece Jüpiter’in eseri değildi. Aynı zamanda kendi manyetik alanını üretiyordu! İki manyetik alanın birleşen çizgileri, Jüpiter’in hızlandırdığı parçacıkları Ganymede atmosferine yönlendirerek auroralara yol açıyordu. Ganymede’nin yüzeyi gece-gündüz –203 ila –121 derece sıcaklıktaydı ama en az bir adet buz altı okyanusu vardı.

Ganymede auroraları ile buz altı okyanus arasındaki ilişki için yüzey kimyasını inceleyelim. Bir kere yüzeyinin yüzde 50’den fazlası saf buzla ve geri kalanı da kaya tozu içeren kirli buzla kaplı. Bunun sebebi asteroit çarpışmaları ve Jüpiter’in geçmişte çarpışan uydularından gelen tozdur. Jüpiter’in ince halkaları olduğuna da dikkat edelim. Kirli buzun bir kısmının da amonyak, sülfür ve sülfür dioksit içerdiğini belirtelim ki sülfürle sülfür bileşikleri İo’dan geliyor. Kuduz gibi volkanik İo’nun sülfür yanardağları var.

Oysa yeraltına inince bambaşka bir manzarayla karşılaşıyoruz. Ganymede yüzeyi son 3,5 milyar yılda pek değişmekle birlikte altıgen şeklinde kristalize olmuş buzlarla kaplıdır. Buzul tabakası 160 km kalınlığındadır ama daha derinde basınca dayalı sıcaklık o kadar artar ki buz erir. Böylece ilk küresel buz altı okyanusu oluşur. İşte burada bilim insanları ikiye ayrılıyor. Bir grup, okyanusun 800 km gibi müthiş bir derinlikte olduğunu söylüyor. Diğer grup ise dört buz katmanı arasına sıkışmış dört ayrı küresel okyanustan söz ediyor. Ganymede’nin yarıçapının üçte birini geçince ise kayalık çekirdeğe ulaşıyoruz:

İlgili yazı: 5 Soruda Paralel Evrenler

JUICE’in nice rotaları.

 

Ganimede uydusunda anatomik kesitler

Hatta kendini cesur hisseden bazı gezegen bilimciler daha ileri gidiyor. Ana okyanusun 800 km derinliğe ulaştığını söylüyor. Onun altında ise üç-dört sıcak buz katmanı arasına sıkışmış ek okyanus katmanları olduğunu düşünüyor. 800 km ile uydu yarıçapının üçte birine eriştiğimizde ise karşımıza manto tabakası çıkıyor. Yalnız Dünya’nın tersine bu sadece az sıcak ve bol sulu bir mantodur; çünkü Ganymede kütlesi Dünya’nın yalnızca binde 25’idir. Dolayısıyla uydunun dip basıncı bile Dünya deniz diplerine denk olacaktır. Bu yüzden Ganymede mantosu okyanustan sadece 40 kelvin sıcaktır.

Mantonun altında Dünya’daki gibi sıvı demir–nikel dış çekirdek var ki o da katı demir–nikel iç çekirdeği sarıyor. İç çekirdeğin çapı 1000 km, sıcaklığı 1430 derece ve yoğunluğu da 10 gigapascal’dir. Bu da çekirdek basıncının Ganymede ortalama yoğunluğunun üç katıyla Merkür’e eşit olduğunu gösterir. Ganymede’nin özgün manyetik alanının kaynağı metalik sıvı dış çekirdeğidir. Bu küçük uydunun çekirdeğinin bugüne dek soğuyup katılaşmama sebebi ise Jüpiter yerçekiminin güçlü gelgit etkisidir. Çekirdeği büzüp gerip sıkıştırarak sürtünme yoluyla ısıtır.

Asıl ilginç olanı ise auroralardır. Bunları üretmek için özgün manyetik alan gerekir. Manyetik alan sıcak ve aktif çekirdek gerektirir. Bu da uyduyu içten ısıtarak buzun düşük basınçta sıvılaşması ve derin bir okyanusa dönüşmesini kolaylaştırır. Dahası auroralar için elektriği ve dolayısıyla manyetik alanı taşıyan derin bir tuzlu su okyanusu gerekir. Böylece Ganymede atmosferindeki su buharının bir kısmının buzul çatlaklarının altındaki okyanus suyundan gelmesi mümkündür. Tüm bunları toparlarsak Ganymede’nin yaşama temel uygunluk kontrol listesi çıkar:

Ganymede uydusunda yaşam listesi

  • Oksijen, karbon, hidrojen gibi yaşam için gereken en temel elementlere sahiptir.
  • Bunları karıştırıp aminoasit, şeker gibi organik moleküller oluşturacak enerjiyi üretir.
  • Gelgit etkisi ve büyük metalik çekirdeğiyle suyu ısıtacak iç sıcaklığa sahiptir.
  • Buz altı okyanus(lar) yüzeyi kasıp kavuran radyasyondan korunur.
  • Yeterince güçlü bir manyetik alanı vardır.
  • İnce de olsa atmosferle sarılıdır.
  • Uygun uzunlukta gece gündüzleri vardır ve sıcaklık en çok 90 derece oynar.
  • Organik su kimyasına uygun sıcak ve ıslak bir manto tabakası vardır.
  • Bu da okyanus tabanında alkalin menfez oluşumunu teşvik eder.

Bundan iyisi Şam’da kayısı mı? Bunun için önce Ganymede’de yaşam arayacak bir sonda göndermemiz lazım:

İlgili yazı: Yıldızlar Ne Kadar Yaşar ve Nasıl Ölür?

ESA’nın JUICE uydusu Ganymede dahil, Jüpiter’in az gidilen birçok uydusunu inceleyecek.

 

Ganymede uydusunda gelecek sondalar

Jüpiter’in yörüngesinde Juno uydusu dönüyor ama Ganymede’yi ancak uzaktan görüyor. Çevresinde yörüngeye girmiyor. 2024’te fırlatılacak Europa Clipper uydusu ise Ganymede’ye bakmayacak. Böylece geriye ESA’nın Jüpiter Buzlu Uydu Kaşifi (JUICE) sondası kalıyor. 2022’de uzaya gönderilecek JUICE, 2029’da Ganymede’nin yakınından geçecek ve 2032’de yörüngesine girecek. Europa ve Enceladus yaşam aramak için kamuoyunda çok daha popüler olabilir ama Ganymede’nin hayata bunlardan daha elverişli olması mümkündür.

Siz de Mars’ın Kuzey Okyanusunun Nasıl Oluştuğuna ve Mars’la Venüs’ün hiç yaşam barındırıp barındırmadığına şimdi bakabilirsiniz. Mars, Venüs ile Satürn’deki Dünya dışı üç mega tsunamiyi ve Venüs’te saptanan fosfin molekülünün yaşam izi olup olmadığını görebilirsiniz. Mars yerine Venüs’e mi yerleşsek diye sorarak oksijenin Dünya atmosferinde nasıl biriktiğini araştırabilirsiniz. Hızınızı alamayarak Mor Dünya Hipotezinde fotosentezin nasıl başladığını inceleyebilirsiniz. Kendinizi cesur hissediyorsanız Dünya dışı yaşam olduğunu nasıl anlarız sorusunun yanıtını da merak edebilirsiniz. Bilimle ve sağlıcakla kalın.

Dünya’nın iç çekirdeği yumuşak çıktı


1Polymerization of building blocks of life on Europa and other icy moons
2Evidence for sulfur-bearing species on Callisto’s leading hemisphere: Sourced from Jupiter’s irregular satellites or Io?
3Habitability in the Solar System and New Planetary Missions

Dinozorların Gerçek Rengini Nasıl Öğreniriz?

Dinozorlar eskiden sandığımız gibi meşin derili gri veya kahverengi tonlarına sahip renksiz hayvanlar değildi. Dinozorların tüyleri olduğunu yaklaşık 20 yıl önce öğrendik ama kuşlar gibi rengarenk olup olmadıklarını hâlâ tartışıyoruz. Oysa bilim insanları artık dinozor fosillerinde renkleri görmenin birçok yolunu buldular ama deri gibi yumuşak dokular fosilleşmez. Peki fosillere bakıp dinozorların gerçek rengini nasıl öğreniriz? Melanin tabanlı yapısal renkler ve pigment boyaların farkı nedir? Bunlar dinozorlara nasıl renk verir? Bu yazıda siyah beyaz TV’den renkliye geçer gibi anlatıyorum.

Dinozorların sessiz gecesi

122 milyon yıl önce Çin’e gitseniz çevrenizi kargalara benzeyen parlak siyah tüylü yaratıklar sarabilirdi. Tabii bunlar mikroraptorlar olurdu; yani kemikli bir kuyruğu, keskin dişlerle dolu ağzı, iki kanadı ve önle arka ayaklarını kaplayan tüylere sarılı küçük dinozorlar… Sahneyi bu kadar detaylı canlandırabilmemizin sebebi, fosillere bakıp mikropartorların rengini çıkarmanın bir yolunu bulmuş olmamızdır. Uzun zaman boyunca ve birkaç istisna dışında, dinozorlarla diğer hayvanların rengini öğrenmenin imkansız olduğunu düşündük. Oysa son 10 yılda gerçek bir renk patlaması yaşıyoruz.

Fosil dediğimiz şeyin genellikle taşlaşmış kemikler olmasına karşın eski hayvanbilim (paleontoloji) ve kimyada geliştirdiğimiz kurnaz yöntemlerle birçok hayvanın rengini ortaya çıkarıyoruz. Tabii önce renk derken ne kastettiğimize bakalım. Hayvanların rengi fiziksel olarak pigmentler veya yapısal renklerden oluşur. Gerçi biyolüminesans da var ama onu ayrıca yazarım (floresan hayvanları ise yazdım). Pigmentler belirli dalga boylarındaki ışığı emen ve belirli dalga boylarını yansıtan moleküllerdir. Örneğin kırmızı pigment kırmızı olduğu için değil, kırmızı olmadığı için kırmızıdır; çünkü kırmızı ışığı yansıtır.

Yapısal renkler ise balık ve kelebek pulları gibi dokuların ışığı belirli şekillerde kırıp yansıtmasıyla oluşur. Özellikle ışığı polarize eden birer mikro prizma gibi çalışır ve gerçekte saydam olmasına rağmen bakanda parlak kelebek kanadı algısı yaratır. Birçok yaldızlı, parıltılı payetli elbise ve ışıltılı sentetik spor ayakkabı veya çanta derisi benzer bir etki yaratır. Bunlar öyle karmaşık optik oyunlar yapar ki bunun için kuantum optikte yeni teoriler geliştirmek gerekir. Oysa bunu çözünce görünmezlik pelerini gibi en gelişmiş kamuflaj ürünlerini üreteceğimizden emin olabilirsiniz. Sorun şu ki:

Pigmentler fosilleşmez

Ten renginde olduğu gibi pigmentler genellikle yumuşak dokularda bulunur. Bunlar da hayvan ölünce çürüyüp yok olur. Ayrıca pigmentler yüz milyonlarca yıla meydan okuyacak uzun ömürlü moleküller değildir. Bunlar doğada çabucak bozulur, suya ve benzerine karışarak dağılır. Neyse ki son 10 yılda bu sorunu aşmanın yollarını bulduk. Mesela mürekkepbalığı ve ahtapotlar gibi kafadanbacaklıların fosilleşebileceğini biliyoruz. Hatta İngiltere’nin Dorset kıyısındaki fosil koleksiyoncuları, daha on dokuzuncu yüzyılda, taşların içinde mürekkep keselerine benzeyen koyu renkli benekler buluyordu. Hatta fosil mürekkebi sulandırıp dolmakalemde kullanmak mümkündü. Sonraki araştırmalar ise fosil mürekkebin melanin içerdiğini gösterdi. Peki melanin nedir?

İlgili yazı: Kodlama İçin En Gerekli 16 Programlama Dili

 

Dinozorların rengini veren melanin

Mürekkep üreticilerini bilmem ama fosil koleksiyoncuları ticari nedenler ve bilim insanları da bilimsel sebeplerle hareket ediyordu. Hiçbiri fosilleri öğütüp imha etme pahasına içindeki pigmentleri incelemek istemiyordu. Öte yandan kabuklu canlıların, kuş tüyleri ve hatta böcek kabuklarının fosillerinde renkleri küçük benekler halinde ayırt ettiğimiz oluyordu. Yine de dinozorların gerçek rengini öğrenmeyi sağlayacak teknolojiyi geliştirmek için 2008’i beklemek gerekti. Her ne kadar pigmentleri analiz etmek kimyanın işiyse de bu alandaki devrim mikroskoplardan geldi.

Tabii optik mikroskoplardan değil, elektron mikroskoplarından: Güçlü elektron mikroskopları fosil örneklerinin içyapısını aydınlatacak elektronlar yayıyordu. Böylece fosillerin içinde garip, mikroskobik çubuk benzeri şekiller gördük. Önce bunların bakteri fosilleri olduğunu sandık; çünkü eski bakteri kolonileri kayaların içinde bu tür tünelcikler açıyor. Oysa 2008 yılında, bilim insanları eski bir Brezilya kuşunun kafasından alınan tüy fosillerine baktılar. Tüylerdeki borucukların bakteri değil, melanozom olduğunu öne sürdüler. Melanozomlar bir pigment türü olan melanin moleküllerini içerir. İnsan derisi, gözü ve saçında da melanin molekülleri vardır ki bunlar çok geniş bir ailedir.

Genellikle siyah veya kırmızı renkte olan melaninler karbon ve diğer atomlardan oluşan halkalardan meydana gelir. Bilim insanları bu küçük çubuk benzeri şekilleri modern kuş tüylerindeki melanozomlarla karşılaştırdı. Fosillerin ve modern tüylerdeki melanazomların birbirine benzediğini gördü. Bunlar büyüklük, şekil ve gruplanma açısından o kadar benziyordu ki fosillerin de melanin içerdiğini düşündüler. Bundan yola çıkarak Brezilya kuşu tüylerinin zebra derisi gibi şeritli olduğunu öğrendiler. Nasıl derseniz melanazomların büyüklüğü ve şekli tüylere rengini verir:

İlgili yazı: Gerçek Adem: ilk insan ne zaman yaşadı?

Kelebek kanadı pullarına rengini pigment boyası değil, pulların mikroskobik yapısı verir.

 

Dinozorların tüyleri ve pulları

Tüylerin rengini öğrenemeseniz de dinozor derisindeki desenleri ortaya çıkarmak mümkündür. Dahası melanazomların şekli doğrudan rengini gösterir. Mesela uzun ve ince melanazomlar genellikle gri veya siyah olur. Kısa ve küt olanlar kırmızı veya kahverengi olur. 2010 yılında bu işi diğer renkleri görecek kadar ilerlettik. O yıl Sinozoropteriks adlı yırtıcı dinozor türünün kuyruğunda kızıl veya kestane şeritler olabileceğini düşündük. Aynı yıl kuş benzeri Ankiyornis dinozorunun gri gövdesi, beyaz bacakları ve kızıl göğsü olduğuna ilişkin ipuçları elde ettik. Peki bu sonuçlar ne kadar doğru?

Doğrusu melanazomların bakteri fosili olup olmadığı tartışması sürüyor. En azından bazı örnekler mikrop fosilleri olabilir. Diğer araştırmacılar melanazomların bedende renk vermekten başka işlevleri de olduğunu anımsatıyor. Bu yüzden her defasında renk göstergesi olmayabilirler. Yine de dinozorların rengi konusunda yepyeni bir araştırma alanı açıldı. En güzeli de hayvanlarda melanazomların diğer dokularla birleşerek kırmızı ve siyah tonlarından başka renkler üretebilmesidir. Örneğin kuş tüylerinde melanazon katmanının üstüne bir kat keratin sürerseniz yapısal renkler sayesinde mavi renk üretirsiniz.

Kelebek kanatlarında olduğu gibi kuş tüyleri hâlâ kızıldır ama ışığı kırarak göze mavimsi gözükür. Bilim insanları fosil melanazomları mevcut canlıların yapısal renk dokularıyla karşılaştırarak bu sonuca vardılar. Siyah ve kırmızıya çalan melanazon kahverengisi sınırlamasından kurtuldular. Mikroraptorların parlak siyah tüyleri olduğu sonucunu da buradan çıkardılar. Hatta daha da ileri giderek Jura çağından kalma kelebek kanadı pullarında yapısal renk unsurları bulduk. Böylece sıra pigmentlere geldi:

İlgili yazı: Fetüs Kanında Kanser Testi Yapılacak

Mikroraptorlar.

 

Dinozorların pigmentleri nedir?

Pigmentlere doğal boyadır. Biz de bu kısımda boya renklerini kayıran insani önyargılarımızdan uzaklaşıyoruz. Anlaması zor yapısal renklerden pigmentlere geçiyoruz. Üstelik dinozorların gerçek renklerini ne kadar iyi öğrenirsek nasıl yaşadığını o kadar iyi anlarız. Renkler bize dinozorların ne yediği ve doğal çevresi, hatta yırtıcılık ekosistemi gibi bilgiler verir. Evet, pigmentlerin doğada uzun ömürlü olmadığını söyledim. Oysa doğru şartlarda uzun süre dayanması mümkündür.

Özellikle de göl ve deniz tabanındaki oksijensiz tortulların içine gömülünce iyi dayanır. Minerallerin ve Jura Parkı filmindeki amberin içine girdiğinde iyi dayanır… Fosiller çok eski olmadığı ve yüksek basınçla sıcaklığa maruz kalmadığı sürece melanin molekülleri korunur. Öyle ki bir fosilde ne kadar çok molekül bulursak dinozorların rengini öğrenme şansı da o kadar artar. Asıl sorun fosillerin nadir olmasıdır. Her seferinde fosil öğütüp melanin çıkarmak bilimsel kanıtları ve doğa mirasını yok etmek demektir.

Zaten dinozorların rengini öğrenmenin yolunu bulduk derken fosillere zarar vermeyen modern teknikler geliştirdik demek istiyorum. Hem de fosillere dokunmaya bile gerek kalmadan! Ayrıca melanin bozulsa bile geriye kimyasal izler bırakır. Böylece farklı melanin türlerini ve dolayısıyla renkleri ayırt etmek mümkün olur.

Nasıl derseniz

Araştırmacılar 2019’da Apodemus atavus türüne ait 3 milyon yıllık bir sıçan fosiline baktılar. X-ışını floresan görüntüleme tekniğini kullanarak fosili X-ışınlarına tuttular. Bu da fosilin hangi elementlerden oluştuğunu gösterdi. Sonuçta farklı melanin molekülleri farklı atomlar içerir. Bu fosilde ise çinko ve sülfür buldular ki bu da modern hayvanlarda kızıla çalan eumelanin pigmentini gösterir. Peki sıçan fosilinde bunu buldular mı derseniz, evet buldular. Bu da fosilden renk çıkarmanın ilk yöntemidir:

İlgili yazı: Düz Dünya Teorisini Çürüten 12 Kanıt

Yapısal renklerin mikroskobik yapıları.

 

Zencefilli sıçan?

Bilim insanları zencefil renkli sıçan bulmakla kalmadılar. Aynı zamanda hayvanın renklerini gösteren melaninleri tespit ettiler. Ayrıca ek renkler bulmaya başladık. Örneğin karotenoidler de birer pigment olup daha parlak renklidir. Bunlar kırmızı, sarı ve turuncu renklerini verir. Hatta on milyonlarca yıl gibi çok uzun sürelerde bozulmadan kalabilir. Bunları fosillerden yüksek performanslı sıvı renk ölçümü (HPLC) tekniğiyle çıkarırız.

Bunun için fosillerden alınan örneklerden oluşan bir çözeltiyi pompalayıp farklı katı maddelerin içinden geçiririz. Sıvıdaki bileşikler katı maddelere farklı oranlarda yapışarak bu maddeleri farklı hızda çalışan motorlar gibi farklı hızlarda iter. Bu da bilim insanlarının fosil çözeltisindeki bileşikleri tek tek ayırması ve saptamasını sağlar. Diğer teknik ise Raman tayf ölçümüdür. Bu teknikte bir örneği lazer veya X-ışınlarıyla aydınlatırız. Örnekteki moleküller fotonları belirli dalga boylarında saçarak kimliğini gösterir.

Ardından araştırmacılar lazer dalga boyunu süzerek veriden çıkarır ve geri kalan veriyi fosilin kimyasal bileşimini gösteren parmak izi olarak kullanır. Nitekim bu teknik sayesinde eski dallı bacaklıların, yani sert kabuklu yumuşakçaların kabuk fosillerinde karotenoidler bulduk. Antik zamanlarda soyu tükenmiş olan bu tür, yan dönmüş midyelere benziyordu. Oysa dinozorlar gibi omurgalılarda henüz karotenoid bulamadık. Neyse ki başka pigment saptama teknikleri de var. Mesela porfirinler:

İlgili yazı: Gücü Kullan!

 

Dinozorların yumurtaları ve porfirinleri

Bunlar yeşil ve mavi tonlarını veren pigmentlerdir ki yumurtalarla bitki kalıntılarında bulunur. Ayrıca genetik araştırmalar da yapabiliriz. Bunu önceki kanserde erkin teşhis için kan testi geliştirdik yazısında anlatmıştım… Önce insanlar ve yaşayan türlerdeki pigment genlerini tarıyoruz, sonra bunları eski fosillerde bulduğumuz DNA ile karşılaştırıyoruz. Fosilde yeşil pigment geni tespit edersek demek ki bu canlının rengi yeşil diyoruz. Fosillerde eser miktarda olan elementlere ayrıca bakıyoruz ki bu da mantıklı. Örneğin insan teni pigmentleri bedenimizin biyokütlesinin çok küçük bir kısmını oluşturur.

Peki neden dinozorların rengine kafayı taktık? T. Rex ve muhteşem arkadaşlarının gerçeğe yakın resimlerini çizmek sizi heyecanlandırmıyor mu? Doğrusu beni çok heyecanlandırıyor! Hem, canlıların renginin yaşam ortamlarına dair bilgi verdiğini söylemiştim. Belki de o meşin derili dev etçil dinozorların aslında kanarya gibi tüylü ve ibikli olduğu öğreneceğiz. Tabii kuş tüyleri T. Rex’in karizmasını çizebilir ama soyu tükendiği ve insan olmadığından bizdeki algısını kafaya takacağını sanmıyorum. Hayvanların yaşam tarzı derken en basitinden kamuflajı ele alalım:

Ankilozor türlerinde kamuflaj önemlidir. Bunların büyük ve ağır bir zırhı var ki ortalıkta hormonlu, dikenli bir tosbağa gibi lambır lumbur dolanıyorlardı. Oysa yırtıcılardan saklanmak için kamufle olmaları da gerekiyordu. Bu da hem kabuk hem deri rengini bilmenin önemini gösteriyor. Belki de gelecekte bazı dinozor türlerinin erkek ve dişilerinin tıpkı kuşlardaki gibi farklı renkler ve boylarda olduğunu göreceğiz. Mesela erkekler ibikli ve rengarenk iken kur yaptıkları dişiler küçük ve tapon olacak.

Pigmentleri doğru anlamak

Buna cinsel ikibiçimlilik diyoruz. Kadınların genellikle daha kısa boylu, daha az kaslı ve ince kemikli olması, kadın yüzünün daha yumuşak hatlara sahip olması bunun az belirgin örnekleridir. Gerçi kadim dinozor renk avcılığına geçmeden önce çözmemiz gereken bazı problemler var… Örneğin kimyasal analizlerde hata yaparsak pigment olmayan molekülleri pigment sanabiliriz. Pigment olsalar bile bunlar hayvana rengini vermiyor olabilir. Bizim kuşlarda tüye rengini veren pigment dinozorların karaciğeri ya da kaslarında farklı bir rol üstleniyor olabilir. Bu da pigmentleri yanlış anlamak demektir:

İlgili yazı:  5 Soruda Paralel Evrenler

 

Dinozorların rengi için sonsöz

Son olarak pigmentleri tespit etmek mutlaka hayvanın rengini göstermez. Belki de melanin yapısal renginin üzerine gelen keratin pigmentleri yüzünden gerçek rengi farklıdır. Bir canlıya asıl rengini veren şeyin melanin tabanlı yapısal renklerle pigment tabanlı boya renklerin karışımı olabileceğini unutmayın. Ayrıca ister kombinezon olsun ister salt pigment boyası, belki de fosillerde olmayan başka pigmentler vardır. O zaman da T. Rex’in rengi yine farklı çıkar… ya da ne bileyim? Biz tüylerin rengini buluruz da ten rengini bulamayız. Tabii bir de pis T. Rex olgusu var. 😀

Mesela zift çukurunda ya da alg dolu yeşilimsi bir gölde ölse fosilin renklerini göl yatağındaki tortullardan nasıl ayıracağız? Bu bağlamda tavuk ve civcivlerin renginin farklı olduğunu unutmayın. Belki de biz yavru veya yaşlı dinozor bulduk. Tüy ve deri rengi de buna göre değişti… veya kör talih yüzünden o kadar fosilin arasında gittik albino dinozor ölüsü bulduk. Bu yüzden o türün beyaz olduğunu sandık ama aslında mor renkli… Oysa artık elimizde dinozorların rengini öğrenecek teknikler var. Bundan sonrası hata payını azaltmak için tüm olasılıkları hesaba katarak dikkatli analizler yapmaktır.

Siz de fetüs kanında nasıl kanser testi yapılacağına şimdi bakabilir ve süperiletken grafenin elektronikte yapacağı 5 devrimi gözden geçirebilirsiniz. Kozmik enflasyonda evrenimizin kopyaları var mı diye sorup nesneler gerçek mi üzerinden varlık felsefesine geçiş yapabilirsiniz. Hızınızı alamayarak yaşamı var eden su kimyasını ve kuantum biyolojiyi inceleyerek kuşların manyetik görüşüne de hemen göz atabilirsiniz. Bilimle ve sağlıcakla kalın.

Dört kez patlayan supernova nedir?


1Maturation experiments reveal bias in the chemistry of fossil melanosomes
2Fossil scales illuminate the early evolution of lepidopterans and structural colors
3Raman investigation of the pigment families in recent and fossil brachiopod shells
4Egg pigmentation probably has an early Archosaurian origin
5Pheomelanin pigment remnants mapped in fossils of an extinct mammal

Fetüs Kanında Kanser Testi Yapılacak

Bilim insanları anne karnındaki fetüs kanında kanser testi yapıyor. Fetüs kanından anne kanına karışan hücre dışı (serbest) DNA hem kanser riskini hem de anne veya bebeğin ne tür kansere yakalanabileceğini gösteriyor. Fetüs kanı testiyle anne ya da bebekteki kanseri saptamak da mümkün oluyor. Kanda kanser testi ileride bütün ebeveynlerin yaptırmak isteyeceği bir test olacak. Üstelik birçok kanser türüne belirti göstermeden tanı koymayı sağlayarak kanseri iyileştirme şansını artırıyor. Peki fetüs kanında kanser testi nasıl yapılıyor? Doktorlar neye dikkat ediyor? Önceki yazıda Alzheimer hastalığını 25 yıl önceden gören biyoteknolojiyi anlattık. Şimdi de hücre dışı DNA kanser testini görelim:

Kanser testi nasıl çalışıyor?

Kanseri ne kadar erken teşhis edersek iyileşme şansı o kadar artar. Öte yandan vücudun derinliklerinde gizlenen mikroskobik süreci belirti göstermeden fark etmek de zor. Üstelik birçok kanser türü belirti verdiğinde geri dönüşü olmayan noktaya geliyor. Bunun dışında kansere tanı koymak da neredeyse tedavi olmak kadar yorucu bir süreç… Vücudu zorlayan bir takım ilaçlar veriliyor ve MR ya da PET gibi görüntüleme cihazlarıyla çekimler yapılıyor. Üstelik başlangıçta belirti vermeyen kanserleri MR’la tespit edemiyoruz. Bilim insanları işte bu sorunu çözmek için kansere yönelik yeni bir kan testi geliştirdiler.

İşin ilginci 50 yıl önce temelleri atılan testin amacı kanseri teşhis etmek değildi. Bilim insanları öncelikle ceninlerin (fetüs) kalıtsal hastalıklara yakalanma riskini ölçmek istiyordu. Nitekim kanser kan testinin temeli hücre dışı DNA’dır. Aslında kanser için başka testler de geliştiriyorlar ama ben okuduğunuz yazıda her şeyi başlatan teste odaklanacağım. Bu bağlamda hücre dışı DNA kanda serbest dolaşan DNA’dır. Oysa insan DNA’sı hücrelerin çekirdek zarında ve yine hücrelerin bir organcığı olan mitokondrilerde bulunur. Normal şartlarda ise sadece hücreler ölünce kana karışır:

İlgili yazı: Kodlama İçin En Gerekli 16 Programlama Dili

 

Kanser testi ve hücre dışı DNA

Vücut ölen hücreleri adeta sindirir ve yeni hücreler için ham madde olarak kullanır. Geri kalanını da çeşitli yollardan dışarı atar. Ölünce bozulup dağılan hücreler kana serbest DNA karıştırır. Hastalandığımız zaman da hücre dışı DNA oranı artabilir. Örneğin Fransızlar kanda dolaşan DNA’yı 1928 yılında, deri veremi hastalarında saptamıştı. Sonra bunun örnekleri çok arttı. Bağışıklık sistemi hastalıkları, kanserler, bulaşıcı hastalıklar hep kandaki DNA miktarını aşırı artırıyordu. Araştırmacılar 1977 yılında 173 kanser hastası ve 55 kontrol grubu sağlıklı birey üzerinde yaptıkları araştırmada, kanser hastalarının yarısında yüksek miktarda hücre dışı DNA tespit ettiler.

Dahası kanserin metastaz yaptığı, yani yayıldığı hastalarda bu oran daha yüksekti. Oysa bu işin kanser testine varması için 90’ları beklemek gerekti. O yıllarda gelişen bilgisayar teknolojisi hücre dışı DNA’yı kanser testinde kullanmaya imkan verdi. Örneğin 1994’te iki grup araştırmacı, kanser hastalarındaki hücre dışı DNA’da tümör hücrelerindeki genetik mutasyonların aynısını buldular. İzleyen çalışmalarda gördük ki hücre dışı DNA tabanlı kan testi sadece kanseri tespit etmeyi sağlamıyordu. Aynı zamanda ne tür kanser olduğu ve tedavinin işe yarayıp yaramadığını gösteriyordu.

Kanser testi ve DNA tarama

Bu sırada diğer araştırmacılar da anne karnındaki fetüslerin kanında dolaşan serbest DNA’yı araştırıyordu. Bu da kanser teşhisinde devrim yaptı. 1989’da doktorlar bir annenin kanında fetüs hücreleri buldular. Annenin vücudu fetüsü göbek kordonuyla beslediğinden bu gayet normaldi. Oysa birkaç yıl sonra doktorların aklına başka bir şey geldi. Ceninin kendi kanındaki hücre dışı DNA anne kanına da karışıyor olabilirdi! Hekimler bunu görmenin mümkün olup olmadığını test etmeye karar verdiler. Böylece erkek cenin sahibi kadınların kanını incelediler. Öyle ya! Kadın kanında Y kromozomu bulursanız bu ancak annenin erkek çocuğundan gelebilir:

İlgili yazı: Süperiletken Grafen Elektronikte 5 Devrim Yapacak

 

Kanser testi ve müdahalesiz testler

Y kromozomunu aradılar ve buldular da! Böylece tıpta doğum öncesi muayene devri başlamış oldu. Fetüs kanını inceleyerek çocukta ileride kanser gelişme veya sakat doğrum riskini ölçmek, çocuğun ileride miyop olup olmayacağını öngörmek gibi alanlar açıldı. Sonuç olarak araştırmacılar sağlıklı annelerin kanındaki hücre dışı DNA’nın yüzde 3 ila 15’nin ceninden geldiğini gördüler. Üstelik insanlarda 46 kromozom vardır. Fetüsten gelen kromozomlar bu sayıyı artıracağından kolayca doktorların gözüne batar. Biz de ek kromozom kopyalarına anöployit deriz.

Bir bebekte anöployit bulursanız anne–babanın zor bir evlat yetiştirmeye hazırlanması gerekir. Örneğin Down sendromlu insanlarda 21. kromozomun üçüncü bir kopyası vardır. Her durumda araştırmacılar bu tür ayrıntıları kanser testi için netleştirirken yıl 2011 oldu. 10 yıl önce ebeveynler çocuklarının fazladan kromozom olup olmadığını öğrenmek için test yaptırmaya başladılar. Potansiyel hastaların yaşam kalitesini artıran bu biyoteknolojiye müdahalesiz muayeneler diyoruz. En basitinden kadınların kist için biyopsi yaptırmak zorunda olmaması gibi… En iyisi bunu İngilizlerin yaptığı gibi NIPT olarak kısaltalım da her seferinde uzun uzun yazmayalım:

Müdahalesiz kanser testi

2013’te NIPT’leri kanser tanısı koymakta kullanmaya başladık ki yanlışlıkla oldu desek yeridir. O yıl 37 yaşındaki bir annenin kanında ek 13 ve 18. kromozomlar çıktı. Kadın gebe olduğundan bilim insanları bunların ceninden geldiğini sandılar. Oysa onlar fetüste genetik hastalık ararken annenin hasta olduğu ortaya çıktı. Kadıncağız doğumdan sonra leğen kemiği ağrısıyla doktora gittiğinde uzmanlar kemiğin çatladığını gördüler. Üstelik vajinal kanser (dölyolu kanseri) yüzünden çatlamıştı. Kanda kanser testi açısından demek istiyorum ki anöploitler yalnızca fetüslerde oluşmaz. Yetişkinlerde de oluşup kanser göstergesi olabilir! Peki NIPT ile kanseri belirti göstermeden tanılamak mümkün mü?

İlgili yazı: Gerçek Adem: ilk insan ne zaman yaşadı?

 

Evet mümkün

2015’te araştırmacılar rutin NIPT yaptıran gebe kadınlara hücre dışı DNA testi de yapmaya başladılar. Muayenede fetüslerdeki 13 ve 21. ek kromozomları aramakla kalmadılar. Aynı zamanda kadınların genomundaki (gen dizisi) DNA parçalarını da aradılar. Böylece 4000 örnek içinde üç hastada anormal sonuçlar buldular. Bunları kanser için ayrıca taradıklarında kadınların hiçbir belirti göstermeden kanser olduğunu anladılar! Neyse ki insan kanında hücre dışı DNA bazlı kanser testi yapmakta sadece gebe kadınlar ve fetüslerle sınırlı değiliz. Bu yöntemi çocuk veya yetişkin, bütün bireylerde kullanabiliriz.

Önümüzdeki en büyük engelse kandaki hücre dışı DNA’yı diğer maddelerden ayırmaktır. Aynı zamanda hangi kanserin ne kadar hücre dışı DNA ürettiğini bilmemiz lazım. Aksi takdirde, kanser bir kez ortaya çıkınca bedende mutasyon geçiriyor. Bireylerde birden fazla kanser ortaya çıkabiliyor ve kanser kemoterapiye dirençli olmak gibi açılardan herkeste farklı gelişiyor. Yine de bugün kanser testi yaparsınız, yarın herkesin kendine özel kanserini tespit edip tedaviyi kişiselleştirirsiniz. Bugüne dek kanser tedavisinde kişiye özel ilaç kokteylleri, kemoterapi ve radyoterapi karışımları kullanıyorduk. Gelecekte kişinin kanserine özel ilaçlar tasarlayacağız.

İlgili yazı: Düz Dünya Teorisini Çürüten 12 Kanıt

 

DNA testi için sonsöz

Dolayısıyla hücre dışı DNA tabanlı kanser testleri kanser tedavisindeki en büyük ilerlemelerden biri olacaktır. Siz de kanseri tedavi etmek niye zor diye sorabilir ve kişiye özel ilaçlar için protein katlamaya bakabilirsiniz. Alzheimer hastalığını 25 yıl önceden, daha ortaya çıkmamışken nasıl teşhis edeceğimizi görebilirsiniz. DNA testi yaparsanız neler öğreneceğinizi araştırarak DNA’ya yeni harfler ekleyerek insanları nasıl fiziksel olarak üstün ve süper zeki yapacağımıza göz atabilirsiniz.

Hızını alamayarak mRNA tabanlı Biontech Covid 19 aşısına ve Delta varyantına bakabilirsiniz. İnsanları şempanzelerden ayıran yüzde 4 DNA’yı, DNA bazlı biyolojik bilgisayarları ve DNA’nın neden sağ elli olduğunu da görebilirsiniz. Oysa kendinizi gerçekten cesur hissediyorsanız Y kromozomu neden aşınıyor? Yoksa erkeklerin soyu tükeniyor mu diye sorarak neden bazı İngilizler artık iki anneden doğacak yazısını da okuyabilirsiniz. Bilimle ve sağlıcakla kalın.

Kara delikler galaksileri nasıl döndürüyor?


1Pre-symptomatic Identification of Cancers in Pregnant Women During Noninvasive Prenatal Testing
2Cell-Free DNA: Hope and Potential Application in Cancer
3Tissue-specific cell-free DNA degradation quantifies circulating tumor DNA burden

Süperiletken Grafen Elektronikte 5 Devrim Yapacak

Mucize materyel grafenle nasıl oda sıcaklığında süperiletkenler, plastik kaslı androitler ve mini süper bilgisayarlar üreteceğiz? Nesnelerin internetinde grafen devrimi başlıyor. Tek atom kalınlığındaki ince karbon kafes örgüsünden oluşan grafen insanlığın bildiği en sert maddedir. Grafeni genellikle kurşunkalem ucundaki grafiti tek atom kalınlığına dek soyarak üretiriz. Böylece karbon atomlarının birbirine altıgen şeklinde bağlanmasıyla oluşan grafen kafesi ortaya çıkar.

Üstelik karbon atomlarının dizilişini değiştirerek grafeni elektriği direnç göstermeden üreten süperiletken veya yalıtkan yapabilirsiniz. Grafen yalnızca çok az elektrik tüketerek çok hızlı çalışan bilgisayar, tablet ve telefonların önünü açmayacak. Aynı zamanda oda sıcaklığına yakın sıcaklıklarda çalışan süperiletkenler geliştirmeyi de sağlayacak. Elektronikte devrim yapacak olan 5 yeni grafen teknolojisini görelim.

Grafen elektronikte neden önemli?

Modern dünya elektroniğe dayanır. Teknolojik ürünlerin büyük kısmı ya elektrikli veya elektronik aygıtlardır ya da bu ürünleri elektronik cihazlarla üretiriz. Düğmeye basınca lambayı yakan elektrik şebekesinden tutun da otomobil ve telefonlara kadar her şey elektroniktir. Üstelik cihazları metrenin milyarda 5’i ve 10’u gibi çok küçük elektronik parçalardan imal ederiz. Kısacası elektronik artık nanoteknolojidir. Yine de elektroniğin son 150 yılda dayandığı temelleri vardır. Bunlar:

  • Pil ve akü gibi bir voltaj kaynağı.
  • Dirençler (resistör)
  • Sığaçlar (kapasitör)
  • Ve irgiteçlerdir (endüktör)

Son 50 yılda bunlara geçirgeçler (transistorlar) eklenmiştir. Nitekim geçirgeçler elektronik devrelerde küçülmeyi başlattı. Örneğin akıllı telefonları, arasında sadece 7 nanometre boşluk olacak şekilde basılmış yüz milyonlarca geçirgeç telinden oluşan çok küçük işlemcilere borçluyuz. İşte mucize materyel grafen bu 5 alanda kullanılacak ve devrim yapacak. Nitekim elektronikte ilk devrim grafenin icadıdır.

İlgili yazı: Kodlama İçin En Gerekli 16 Programlama Dili

 

1. Grafen nedir ve nasıl çalışır?

Dünya’daki en sert doğal malzeme elmastır ama en sert yapay malzeme grafendir. Grafen elmastan sert olan 6 madde içinde en sert olanıdır. Ayrıca ta 10 yıl önce yazdığım gibi grafenin keşfi 2004’teki bir laboratuar kazasına uzanır. Burada elektronik mühendislerinin yapısal mühendisler ve kuantum kimya mühendisleriyle çalıştığı bir durum var. Grafen bir element değil, malzemedir ve karbon atomlarının tek atom kalınlığındaki altıgen ilmekli bir örgü oluşturmasıyla meydana gelir. Bütün o sıra dışı özelliklerini de bu diziliş kazandırır. Grafeni yanlışlıkla bulan Andre Geim ve Kostya Novoselov’un sadece 6 yıl sonra, 2010’da Nobel fizik ödülü alması onun önemini gösterir.

Karşılaştırma açısından Roger Penrose, kara deliklerin nasıl mümkün olduğunu gösteren teoriyi yazdıktan 60 yıl sonra Nobel ödülünü kazanmıştır. Şansımıza yaşıyor ve hâlâ kozmolojinin en çılgın teorilerini üretmeye devam ediyor… Malzeme bilimcilerin bildiği gibi grafenin asıl önemi, sert olmanın yanı sıra fiziksel olarak da çok dirençli olmasıdır. Ben de sertlik, bükülme ve gerilim direnci arasındaki farkı Titanic Enkazı 20 Yılda Nasıl Yok Olacak yazısında anlattım. Tabii grafen yüksek ısıya ve hatta asitler gibi kimyasal etkilere karşı da son derece dayanıklıdır. Belki Crysis’teki nano-giysiyi grafenden yaparız.

Karbon tabanlı elektronik

Bütün bu özelliklerini de tek atom kalınlığındaki altıgen kafes örgüsüne borçludur. Karbon atomları zaten aynı anda 60 atoma birden bağlanmak gibi müthiş bir şöhrete sahiptir. Merak edenler bizzat yaşamın neden karbon tabanlı olduğuna bakabilir. Grafen kafes örgüsü atomların elektronlarını paylaşarak çok esnek ve sağlam altıgen halkalar oluşturmasını sağlar. Sizin anlayacağınız grafen örgüsü Yüzüklerin Efendisi’ndeki mitril zincir örgü zırh gibi süper sağlam bir şeydir. Oysa elektronik mühendisleri grafenin iletkenliğinin yanı sıra yalıtkanlığıyla da çok ilgilenir:

İlgili yazı: Kozmik Enflasyonda Evrenimizin Kopyaları var mı?

 

Hem yalıtkan hem iletken grafen

Bu da elektronik devrelerin silikon yerine grafenden yapılmasına izin verir. Şimdi dikkat! PC’lerin işlemcilerini süperiletken veya en azından daha iyi iletken grafenden yaptınız diyelim. Bir de yalıtkan kısımları da grafenden yaparsanız işlemci küçültmekte müthiş adımlar atarsınız. Potansiyel olarak molekül boyunda işlemciler yaparsınız. Hem de karbon atomlarının sıkı kimyasal bağları yüzünden elektronlar sağa sola kuantum tünellemeyle sıçramaz. Böylece ısınma problemleri yaşamadan işlemcileri neredeyse atom boyuna indirirsiniz.

Hatta 2004’ten beri yazdığım spintronik, yani elektrikle değil de elektron spinini değiştirerek, yani manyetizmayla çalışan bilgisayar teknolojisi en sonunda mümkün olur. Böylece bilgisayarların depolama alanını hem işlemci hem RAM hem de şey… depolama olarak kullanırsınız. Bilgisayarların verisi elektrik kesilince silinmez. “Ayy! Dosyayı kaydetmeyi unuttum!” gibi dertleriniz olmaz. Bütün bunlar grafenin potansiyeli ama şimdiden bazı başarılar elde ettik.

MIT ve Harvard araştırmacıları 3 yıl önce grafen yapraklarını birbiriyle sadece 1,1 derece açı yapacak şekilde üst üste koydukları zaman, yaprakların birinin iletken ve diğerinin yalıtkan olarak çalıştığını buldular! Bundan yola çıkarak dirençlerin hem iletken hem yalıtkan olarak çalıştığını, üstelik çalışma oranını (yüzdesini) dinamik olarak ayarladığınızı düşünün. Bu ileride T-1000 gibi şekil değiştiren robotlar (sıvı metal) üretmeyi de sağlar fakat kuantum kimya için şimdilik bu kadar spekülasyon yeter. Ne de olsa T-1000 gelene kadar bizi grafenli başka gelişmeler bekliyor:

En insani androitler

Grafeni alıp plastiğe katarsanız müthiş yalıtkan özellikler kazanır. Böylece çelik gibi sert ama plastik kadar esnek olur. Üstelik fırın sıcağında bile erimeden ve hemen iç ısınmadan elektrik iletir. Şimdi androitleri düşünün. Bunları plastikten kas lifleriyle donatırsanız ne olur? İskelet, kas, eklemler ve bağ dokular gibi tüm detaylarda insana benzeyen robot yaparsınız. Hem de bunlar iki el büyüklüğünde bir pille bütün gün çalışacak kadar az elektrik tüketir. Bunun dışında grafen yüzde 98 oranında saydamdır. Böylece Samsung’un bir ara denediği gibi, pencereye takılan saydam güneş panelleri üretebilirsiniz. Bunun için OLED benzeri ince bir grafen fil üretmeniz yeterlidir.

İlgili yazı: Gerçek Adem: ilk insan ne zaman yaşadı?

 

2. Yüzeye takılı dirençler

Grafenin yapacağı 5 devrimde artık eskiyi yenilemeye geliyoruz. Örneğin dirençler bütün devre kartlarının üstünde vardır. Bunlar genellikle kare veya dikdörtgen olup seramikten üretilir ama karşı kenarları iletkendir. Seramik dirençler elektriğe direnç gösterirken eski model ve toksik eksenel kurşunlu dirençler kadar ısınmaz. Bu yüzden devrede güç kaybını azaltarak enerji tasarrufu yapar. Küçük dirençler elektronikte çok avantajlıdır.

  • Devre kartını küçültür.
  • Sağlamdır.
  • Güç kaybını azaltır.
  • Sığa ve irgitimde kararlılık sağlar.

Öncelikle dizüstü bilgisayarları, tablet ve akıllı telefonların üretimini kolaylaştırmıştır. Bunları grafenden üretirseniz daha da küçük yapabilirsiniz. Böylece dirençleri ve cihazı küçültmek veya aynı boyda daha yüksek güçle verimli çalışmak gibi artılarınız olur. Gelelim 3. grafen devrimine:

İlgili yazı: İnternetinizi Uçuracak En İyi 10 Modem

 

3. Süper sığaçlar

Sığaçlar ta ampullü elektroniğe uzanır. O kadar eski bir teknolojidir ki sığaçları genellikle iki iletken yüzeyden yaparız. Bunlar da plaka, silindir ve hatta küresel kabuk şekilli olabilir. Sığaç yüzleri arasında az boşluk vardır ve bunlar eş sığada zıt yükler taşır. Bir yüzey pozitifken diğeri negatif yüklüdür. Sığaçtan elektrik geçirirseniz yükü artar. Elektriği keser veya iki yarısını değdirirsiniz elektriği boşaltır. Peki bunlar ne işe yarar? Lityum–iyon pil gibi elektrik depolarsınız ve render alan bir işlemcide olduğu gibi ani ihtiyaçlarda elektriği kısa sürede boşaltırsınız.

Sığaçlar özellikle piyezoelektrik materyallerde işe yarar. Bunlar basınç ve hareketle elektrik üreten sistemlerdir. Mesela yolda yürürken ayaklarınızın baskısıyla elektrik üreten yol kaplamalarına imkan tanır. Bu tür basınç levhalarını çevre güvenliğinde kullanabilirsiniz. Örneğin müzeye gizlice giren biri taşa basınca piyezoelektrik devre hemen güvenliği uyaran bir elektrik sinyali üretir. Kalsiyum–bakır–titanat (CCTO) gibi malzemeler ise çok küçük boyutlu sığaçların çok fazla elektrik depolamasını sağlar. Bu da başlıktaki süper sığaçların önünü açar. Bunlar bozulana dek 100 kat fazla enerjiyi hızla depolayıp boşaltabilir. Minyatür elektronikte oyunun kurallarını değiştirirler ama 4. grafen devrimine gelirsek:

İlgili yazı: Gücü Kullan!

 

4. Süper irgiteçler

90’lardan itibaren elektronikte devrim yapan büyük üçlünün son üyesi süper irgiteçlerdir. Bunlar 2018’de ortaya çıktı ama irgiteç nedir derseniz… Tel sargı (bobin) elektrik akımı ve mıknatıslanan bir çekirdek düşünün. İrgiteçlerde üçünü bir arada kullanırız ki bunlar içindeki manyetik alanı değiştirir. Mesela içinden elektrik geçirseniz buna bir süre direnir, sonra da elektrik akımını gayet güzel iletir ve elektriği kestiğinizde yine direnç yaparlar. Oysa bunlar küçülmeye belki de en uygunsuz parçalardır.

Neden derseniz irgitim değeri yüzey alanıyla orantılıdır. İrgiteç küçüldükçe, yani yüzeyi küçüldükçe irgitim değeri azalır. Diğer saydıklarımda teknolojiye takla attırarak iyileşme sağlarsınız. Oysa ilk bakışta irgiteçleri ancak yepyeni malzemelerle üretince küçültebilirsiniz. Neyse ki manyetik irgitimin yanı sıra kinetik irgitim de var. Bu durumda elektrik taşıyan parçacıkların eylemsizliği (ataleti) parçacıkların hareket (akış) yönünü değiştirmeye direnmesini sağlar. Örneğin elektronlar yön değiştirmeye direnir.

Öyle ki elektronlar hızlanmak veya yön değiştirmek için birbirini itmek zorundadır. İşte elektrik akımının böyle direnç göstermesi kinetik irgitim yaratır. Kaustav Banerjee yönetimindeki Nanolectronics Lab şirketi artık irgiteçleri de grafenden yapıyor. Böylece süper irgiteç prototiplerini test ediyor. Biz de buraya dek hem temel elektronik öğrendik hem de grafenin gerçek yararlarını sıraladık. Böylelikle medyada sık çıkan grafen devrim yapacak söylemini de temellendirdik. Tamam, devrim yapacak ama nasıl yapacak sorusunu yanıtladık. Oysa beşinci ve şimdilik son devrimin yanında ilk dördü basit kalır:

İlgili yazı: Düz Dünya Teorisini Çürüten 12 Kanıt

 

5. Nesnelerin elektroniği

Nasıl ki nesnelerin interneti yakın gelecekte yara bandı benzeri basit bir yapışkan etiketle 100 yıllık bir antika masayı bile akıllı cihaza dönüştürecek, grafen sayesinde de birçok malzemeye elektronik özellikler katacağız. Şöyle düşünün: E-etiketleri alıyor ve masaya yapıştırıyorsunuz. Bunlar mini güneş enerjisi hücresi, wi-fi anteni gibi donanımlarla masayla veri alışverişi yapmayı sağlıyor. Etiketi yapıştırdığınız her şeyi sensörlerle internete bağlıyor. Oysa grafeni birçok üretim malzemesine neredeyse kek hamuruna karbonat katar gibi eklemek, en azından ara film katmanı olarak eklemek mümkün olacak. Böylece elektronik ahşaptan masif ceviz mobilyaları bile “akıllandırabileceksiniz”.

Grafen lifleri ileride kaslarımızın arasına yerleştirerek insan bedenine üstün güç ve refleks kazandırmak mümkün olacak. Bunun için Star Wars’daki gibi robot kol, bacak takmaya gerek kalmayacak. Bütün bunlar iyi hoş da niye şimdi yapmıyoruz hocam derseniz haklısınız. Grafende ve hatta kullanım teknolojisinde sorun yok ama grafeni seri üretmek çok zor. Bunun için klasik üretim tekniklerine bakalım. Örneğin grafiti alır, okside eder (yakar), suda çözer ve ardından kimyasal buhar tortusu birikimiyle grafen üretirsiniz. Oysa grafen tortulları ancak az sayıda madde üzerinde birikebilir.

Elbette

…Grafen oksidi kimyasal olarak indirgeyebilirsiniz. Oysa bu şekilde imal ettiğiniz grafen çok düşük kaliteli olur. Grafiti soğan kabuğu gibi kat kat soyarsınız ama bu sefer de malzeme kalınlığını ayarlayamazsınız. İşte grafen devrimiyle aramızdaki tek engel budur. Henüz elimizde ucuz seri üretim teknolojisi yok. Bu yüzden 2004’ten beri grafen konuşuyor ama sıradan PC elektroniği kullanmaya devam ediyoruz. PC’lerin yapısal olarak 40 yıl önceki PC’lerden pek farkı yok. Aynı teknolojinin güzellemeleri bunlar ama grafen elektronikten spintroniğe geçiş yapmaya izin verecektir. Öyleyse yazının son kısmında gelecek vaat eden üretim tekniklerin görelim:

İlgili yazı: Zamanda Yolculuk Etmenin 9 Sıra Dışı Yolu

 

 

Lazer kazımalı grafen üretimi

Bu tekniğin iki türü var ki birinde yine grafen oksitle çalışıyorsunuz. Öte yandan grafeni kimyasal olarak indirgemek yerine lazerle indirgiyorsunuz. Lazerin nokta atışı yapan ve ince ayar yapmaya izin veren ısısı VE radyasyon (ışık) basıncı vardır. Bu da grafen atomlarını neredeyse tek tek dizmeye izin verir. Böylece çok kaliteli grafen kafesleri yaparsınız. İkinci lazer tekniğinde ise yüksek ısıya dayanıklı plastikleri (polyamidler) alır ve içine lazerle doğrudan grafen işlersiniz. Bu durumda poliyamid atomik kek kalıbı işlevi görür. Peki bu ne demektir?

Lazer, plastiği yakarken içindeki grafen atomları açılan boşluklara uyarak organize olur. Bu sayede poliyamide atomik ölçekte şekil verebilirsiniz. Böylece istenen kalite ve büyüklükte grafen örgüleri seri üretirsiniz. Bu ne işe yarar derseniz… Gerilim algılama, Covid-19 tanısı koyma, ter analizi; kardiyo çekmek, beyin ve sinir elektrosu çekmek… Bütün bunlar için gereken çipleri grafenden üretmek mümkündür. Yine de asıl devrim enerji depolama alanında olacaktır.

Sonuçta termodinamik yasalarına uygun bir evrende yaşıyoruz. Güneş enerjisinin yaygınlaşmasının önündeki en büyük sorun da enerji depolama sınırlamasıdır. Grafen ise süper piller üretmeyi sağlar. Mesela telefonun ekranı maksimum parlaklıktayken pilin bir ay dayanmasını sağlar… Bu sayede güneş enerjisi doğal gazla rekabet edecek seviyeye gelir. Yeni nükleer santral teknolojisini bile geride bırakarak ucuz ve temiz enerjiyi en sonunda yaygınlaştırır.  Buna daha net örnek vereyim:

Grafen için devrimsel uygulamalar

Eskiden büyükbabalarımızın (benim gibi 46 yaşına bugün girer biri için babalarımızın) kendinden kurmalı kol saatleri vardı. Kol oynadıkça saat zembereği kendini kurardı. Oysa grafenle tribolektrik nano-üreteçler, yani mikroskobik veya tırnak boyundaki elektrik jeneratörleri üretebilirsiniz. Belki hidrojen yakıt hücreleri bile küçülür. Böylece Terminator’u 100 yıl çalıştıran güç kaynağı gerçek olur. Gelecekte vücutta gezinecek mikroskobik robotların pili bitmez. Esnek kumaştan biyoyakıt ve hidrojen yakıt hücreleri yaparız. Giysilerimizin kendisi elektrik jeneratörü olur veya kumaşı üstür organik fotovoltaik hücrelerle kaplarız ve ceketiniz kış güneşinde bile telefon şarj eden elektrik üretir.

İlgili yazı:  Evrenin En Büyük Yıldızı UY Scuti mi?

 

Grafen için sonsöz?

Lazer kazımalı grafeni şimdiye dek hiç görülmemiş sensörler üretmekte kullanacağız. Buna nesnelerdeki mekanik ve fiziksel değişimleri algılayan fiziksel sensörler ve elektriksel özelliklerin değişimini gören elektronik sensörler dahildir. (Direnç ve çeli (empedans) gibi). Hatta sığa ve irgitim sensörleri bile geliştirebiliriz. Bunun dışında gazlar ve nem oranındaki değişiklikleri görecek sensörler vardır. Böylece vücudunuza girecek kum tanesi boyunda bir sensör yaşam sinyallerinizi alacaktır. Kalp ritmini, su içmeniz gerekip gerekmediğini, kan basıncını ve hatta dopamini ölçecektir.

Hani Uzay Yolu’nda ortam verisini alan tricorderlar var ya, işte onların modası icat etmeden geçecektir. Hastanede tam kapsamlı muayene olmak yerine, omzunuza yapıştıracağınız küçük bir yara bandı gerçek zamanlı olarak sizi muayene edecektir. 7/24! İşte bu teknolojiye nesnelerin veya etiketlerin elektroniği diyebiliriz. Özellikle de Harvard araştırmacılarının daha 10 yıl önce 3 kat grafenle yüksek sıcaklıkta çalışan süperiletken yaptığını düşünürsek gelecek geldi bile deriz.

Siz de güneş enerjili yollar ve elektrikli araçları şarj eden akıllı otoyollara şimdi bakabilirsiniz. Temiz enerji için toryum reaktörü ve nükleer füzyon reaktörü nasıl çalışır diye sorabilirsiniz. Hibrit araçlar için grafen yakıt pilini ve uzaydan güneş enerjisi ışınlama teknolojilerini inceleyebilirsiniz. Hızınızı alamayarak Güneş Rüzgarından 1000 Yottawatt Enerji Üreten Uyduya da bakabilirsiniz. Kendinizi cesur hissediyorsanız Mini Neptünlerdeki Süperiyonik Siyah Buza ve kendi kendine bardaktan taşan süper sıvılara da göz atabilirsiniz. Bilimle ve sağlıcakla kalın.

Tek kutuplu mıknatıslar var mı?


1Electric field–tunable superconductivity in alternating-twist magic-angle trilayer graphene
2Unconventional superconductivity in magic-angle graphene superlattices
On-chip intercalated-graphene inductors for next-generation radio frequency electronics

Kozmik Enflasyonda Evrenimizin Kopyaları var mı?

Kozmik enflasyon teorisi evrenin büyük patlamayla nasıl oluştuğunu açıklamak için geliştirildi. Planck uzay teleskopunun 2013’te kozmik mikrodalga arka plan ışımasının (CMB) görüntüsünü almasıyla genel olarak kanıtlandı. CMB büyük patlamadan kalan ışık olup evrenin oluşumunu gösteren bir teoriyi test etmenin en iyi yollarından biridir. Kozmik enflasyon ise uzayın, evreni oluşturan sıcak büyük patlamadan önce kısa süre için ışıktan hızlı şiştiğini söyler. Blogda daha önce yazdığım için ayrıntıya girmeyeceğim. Bu kez şunu soracağız: Kozmik enflasyon teorisi sonsuz sayıda evren doğurur mu? Dahası yaşadığımız evren sonsuz büyüklükteyse veya sonsuza dek genişleyecekse evrenin kainatta aynen tekrarlanan kozmik kopyaları var mı? Daha meraklı olanlar için şunu da soralım: Kozmik enflasyonda oluşan çoklu evrenle paralel evrenler aynı şey midir? Hazırsanız başlıyoruz.

Kozmik enflasyonda genişleme sorunu

Evren 13,77 milyar yaşında. Gözlemlenebilir evrenin yarı çapı ise yaklaşık 46,1 milyar ışık yılı. Bunun ne anlama geldiğini görmek için evrenin kenarı nerede ve nasıl gideriz yazısını okuyabilirsiniz. Özetle evren sezgilerimizle kavrayamayacağımız kadar büyüktür. Şimdi: 1) Gözlemlenebilir evrende uzayın düz olduğunu görüyoruz. Paralel ışık ışınları evrenin kenarına yaklaşırken kesişmiyor veya birbirinden uzaklaşmıyor. 2) Madde evrene küçük ölçeklerde dağınık dağılmış. Nitekim galaksiler, yıldızlar ve gezegenler bu sayede var. Maddenin arasında büyük bir uzay boşluğu var. 3) Büyük ölçeklerde ise madde ve enerji uzaya eşit dağılmış.

Bu üç şartı büyük patlama tek başına açıklayamaz. Büyük patlama anında ister tekillik olduğunu kabul edin (problemlidir) ister etmeyin, büyük patlamadaki rastgele kuantum salınımlarının evreni darmadağın etmesi gerekirdi. Oysa her yönde ortalama galaksi sayısı aynı. Bu nasıl oluyor? Uzay büyük patlamadan önce çok kısa bir süre için ışıktan hızlı veya sonsuz hızda şiştiyse saydığım 3 maddeyi de açıklarsınız. Kozmik enflasyon teorisi özetle budur. Peki o zaman nasıl bir evren olur? Bunun için CMB’ye bakalım. CMB aslında evrenin ısı haritasıdır. Oradaki benekler büyük patlama anında uzaydaki ısı farklarını gösterir. Isı farkları da madde yoğunluğundaki farklardan kaynaklanır.

İlgili yazı: Kodlama İçin En Gerekli 16 Programlama Dili

 

Kozmik enflasyonda evrenin boyu

CMB üzerinde maddenin yoğun olduğu bölgeler sıcak ve parlaktır (kırmızı, sarı lekeler vb.). Yoğunluğun düşük olduğu bölgeler ise soğuk ve soluktur (yeşil ve mavi lekeler). Buna ek olarak büyük patlama anında uzay, kabul ettiğiniz kozmik enflasyon modeline göre bir bezelye tanesi, greyfurt veya Amerikan futbol topu büyüklüğündeydi. Dolayısıyla evren çok küçük ve sıcaktı. Öyle ki CMB’deki beneklerin sıcaklık farkı sadece yüzde 0,0003’tü.Yine de o küçük farklar madde ve enerji yoğunluğunu etkiledi.

Evren o küçük boydan bugün 92 milyar ışık yılından geniş bir hacme genişledi. Sonuçta evren büyük patlamadan beri sürekli genişliyor. Büyük patlamada yalnızca lokal genişleme hızı ışık hızının altına düştü. Hatta şimdi çok altına düştü ama evren her yönde genişlemeyi sürdürüyor. Yine de karanlık enerji nedeniyle sonsuza dek genişleyecek. Öyle ki CMB’deki küçük benekler de bugünün on binlerce, yüz binlerce galaksi içeren süper galaksi kümelerine dönüşmüştür. Peki bu kozmik enflasyon ve karanlık enerji tablosu evrenin sonsuzluğu açısından nasıl sonuçlar doğurur:

Evrenin ötesinde ne var?

Öncelikle komşu galaksileri ve ait olduğumuz Virgo galaksi kümesini saymazsak galaksiler her yönde bizden ne kadar uzaksa o kadar hızlı uzaklaşıyor. Nitekim evrenin kenarındaki galaksilerin bizden uzaklaşma hızı ışık hızına ulaşıyor. Hiçbir şey ışıktan hızlı gidemez ama uzayın ışıktan hızlı şişmesine engel yoktur. Işıktan hızlı iletişim ve etkileşim de mümkün olmadığına göre, evrenin kenarının dışındaki galaksilerin artık başka bir evrene ait olduğunu söyleyebiliriz. Evren ezelden beri genişlemiyor olsa bile ki olabilir ve bunu birazdan göreceğiz, sonsuza dek genişleyecektir. Bu da ileriye dönük olarak sonsuz sayıda gözlemlenebilir evren yaratacaktır. Buna kozmik enflasyondan türeyen çoklu evren deriz:

İlgili yazı: Düz Dünya Teorisini Çürüten 12 Kanıt

 

Kozmik enflasyonda evrenin merkezi

Dünya gözlemlenebilir evrenin her zaman tam ortasındadır; çünkü evrenin sınırını galaksilerin bizden uzaklaşma hızının ışık hızına ulaşmasıyla belirleriz. Galaksilerin uzaklaşma hızı da bize göre olduğuna göre, Dünya her zaman görebileceğimiz evrenin merkezindedir. Elbette Mars’a giderseniz biraz uzağı görürsünüz. Oysa Dünya’da kalırsanız bu kez de arkaya bakınca Mars’tan berisini görürsünüz. Mademki evrenin gelecekte sonsuza dek genişleyeceğini gördük şimdi de ezeli olup olmadığına bakalım. Evren ezelden beri var mı? Kozmik enflasyon teorisine evet ama sadece bir anlamda.

Bunun ayrıntılarını da Büyük Patlama Nerede Gerçekleşti? ve Evren Nasıl Genişliyor? yazılarında anlattım. Bu yazı açısından, kozmik enflasyonun skaler kuantum alanı olduğunu bilmemiz yeterli… Kısacası uzay yaşadığımız evrenin sınırları ötesinde ışıktan hızlı şişmeye devam ediyorsa, evreni oluşturan büyük patlamayı tetikleyen kozmik enflasyondan da ezelden beri sürüyor demektir. Evrenimizin içinde yer aldığı ışıktan hızlı şişen uzay parçası ezelden beri şişiyor demektir. Bu durumda yaşadığımız evrenin değil ama onu oluşturan kainatın ezeli ve ebedi olduğunu söyleyebiliriz.

Şimdi kozmik enflasyonun kainattaki evren sayısını nasıl belirlediğine bakalım. En basit ifadesiyle kuantum alanlarının minimum enerji değerleri, yani taban değerleri Heisenberg’in belirsizlik ilkesi nedeniyle rastgele değişir. Bu ne demek derseniz: Uzay ışıktan hızlı şişiyor ama bunun için enerji kullanıyor. Oysa belirsizlik ilkesi gereği; uzayı ışıktan hızlı şişiren “inflaton” alanı bazı noktalarda, tıpkı uranyumun radyoaktif olarak bozunup sonunda kurşuna dönüşmesi gibi rastgele çökebilir. İşte o bölgelerde uzay aniden ışıktan yavaş genişlemeye başlar.

Uzayın ışıktan hızlı şişmesi

Enerjiyi yok edemeyeceğinizden onu foton gibi yeni temel parçacıklar yaratmak ve atom çekirdekleri sentezlemek gibi işlerde kullanırsınız. Bum! Alın size yaşadığınız evrenin büyük patlamayla oluşması. Dahası bildiğimiz anlamda fizik yasaları sadece ışıktan yavaş genişleyen evrenlerde geçerlidir. Sonuçta ışıktan hızlı şişen uzayda parçacıklar yoktur, olsa da kütlesi yoktur. O zaman madde, atom, molekül yoktur. Siz de olamazsınız. İnflaton uzayı pek monoton ve sıkıcı bir yerdir. O yüzden evrenin dışında ne olduğunu sormak anlamsızdır. Sadece ışıktan hızlı şişen bir tür sanal uzay vardır. Sanaldır; çünkü bu uzayda ölçüm yapamazsınız. Uzayın hiçbir noktası birbirine nedensel olarak bağlı değildir. Hiçbir şey ışıktan hızlı etkileşim kuramayacağından bu uzaydaki noktaların birbirini etkilemesi imkansızdır. Öte yandan kozmik enflasyona yol açan kuantum alanına inflaton alanı deriz. Bu evrenleri nasıl oluşturur?

İlgili yazı: Gerçek Adem: ilk insan ne zaman yaşadı?

Köpük megaevrenler birbiriyle temas etse CMB haritasında izleri soldaki gibi görünürdü.

 

Kozmik enflasyonda inflaton alanı

İnflaton alanı evrenimizi nasıl oluşturdu? Uzay bize göre 13,77 milyar yıl önce aniden ve bizim evrenimize karşılık gelen yerde ışıktan yavaş genişlemeye başladı; çünkü inflaton alanı çöktü. Bunun sebebi inflaton alanının bir kuantum alanı olarak Heisenberg’in belirsizlik ilkesine tabi olmasıdır. Tıpkı uranyumun öngörülemez ve rastgele şekilde radyoaktif olarak bozunarak sonunda kurşuna dönüşmesi gibi, inflaton alanı da bazı yerlerde kuantum tünelleme yoluyla aniden çöker. İşte o bölgelerde uzay ışıktan yavaş genişlemeye başlar. Öte yandan kozmik enflasyon evrenimizin dışında sürer.

Uzayın bizimki gibi evrenler oluşturan kısmı ışıktan yavaş genişler fakat kainat ışıktan hızlı şişmeye devam eder. Tabii inflaton alanı sonsuz ve ezeli uzayda sonsuz sayıdaki bölgede de çöker. Böylece kozmik enflasyonunun içinde sonsuz sayıda köpük evren oluşur. Peki kainatın tamamı bu yüzden ışıktan hızlı şişmeyi durdurur mu? Hayır! Sonuçta ışıktan hızlı şişen bir şey, evrenlerin oluşum hızından daha hızlı genişler. Uzayda sonsuz sayıda evren oluşsa bile ki oluşur, kozmik enflasyon uzayı daha büyük bir sonsuzluk olarak genişler.

Peki bu ne anlama gelir?

Bu elinizde sonsuz sayıda evrenden oluşan bir çoklu evren olacağı anlamına gelir. Evrenlerin arasındaki uzay ise ışıktan hızlı şiştiğinden tek biçimli ve tanımsızdır. Zaten bu yüzden inflatona skaler kuantum alanı diyoruz. İşte kozmik enflasyon teorileri grubundan türeyen çoklu evren budur. Gerçi evrenleri şişirip büyüteceğiz diye çok koşturduk. Biraz soluklanalım: Bazı belgesel ve videolarda görürsünüz. Çoklu evrende sonsuz sayıda evren varsa her birinin fizik yasalarının farklı olduğunu söylerler… En azından kozmik enflasyon teorilerine göre bu tam olarak doğru değildir:

İlgili yazı: Yaşama Uygun Öte Gezegenler Nasıl Aranır?

 

Kozmik enflasyonda sonsuz evren:

Evet, sicim teorilerine göre kainatta fizik yasaları farklı sonsuz sayıda evren olabilir. Oysa Alan Guth’un 79’da ilk modelini geliştirdiği ve 2013’te genel olarak kabul edilen kozmik enflasyon teorisinde, fizik yasaları tümüyle farklı evren yoktur. Size bunun sebebini söyleyeceğim.. 1) Fiziğin temeli olan enerjinin korunumu yasası uyarınca enerjiyi yok edemezsiniz. 2) Yaşadığımız evreni kozmik enflasyon enerjisi oluşturmuştur. 3) O zaman bu evrenin fizik yasalarının kökeni kozmik enflasyon olmaz mı? Evet, öyledir. Yine de dikkat edelim: Her evren eşittir demiyorum. Arada ciddi farklar olacaktır ve bunları iki grupta toplayabiliriz…

1) Yaşadığımız evren kozmik enflasyondan türeyen megaevrenin bir parçasıdır. Ezelden beri ışıktan hızlı şişen sanal uzayda sonsuz sayıda köpük evren oluşur derken kastettiğim şey işte bu mega evrenlerdir. Diğer yandan bu evrenler de sonsuz büyüklükte veya çok büyüktür. Örneğin bizim megaevrenimiz gözlemlenebilir evrende uzayın düz olması için yaşadığımız evrenden yüzlerce kat büyük olmalıdır. Öyle ki eskiden Dünyamıza ışığı ulaşacak olan galaksiler vardı. Oysa bugün bunların yüzde 99’u görebildiğimiz evrenin dışına çıktı. Peki çıktı diye o galaksilerin fizik yasaları değişti mi?

Hayır. Demek ki her evren bir megaevrendir. Bunlar çok büyük veya sonsuz büyüklükte olabilir. Dolayısıyla çok sayıda veya sonsuz sayıda gözlemlenebilir evren içerir ve bu evrenlerin fizik yasaları bizimkiyle aynıdır. Buna karşın bir megavrendeki gözlemlenebilir evrenlerin değil ama tek megaevrenlerin fizik yasaları birbirinden farklı olabilir. Bu senaryoyu da değerlendirelim. 2) Kozmik enflasyona yol açan inflaton alanı belirsizlik ilkesi nedeniyle aniden ve rastgele çöker. Bu durumda ve deyim yerindeyse metafiziği aynı ama fiziği farklı evrenler oluşur.

Bunlar nasıl evrenlerdir?

Öncelikle fizik yasaları az çok benzer ama farklıdır. Örneğin birinde güçlü nükleer kuvvet daha zayıf, diğerinde güçlüdür; ancak hepsinde güçlü nükleer kuvvet vardır. Peki kuantum salınımları neden tümüyle farklı evrenler yaratmaz? Yaşadığımız evrenin fiziksel özellikleri buna izin vermiyor da ondan! Aksi takdirde yaşadığımız evren büyük ölçekte homojen, düz ve eş sıcaklıkta olmazdı. Kozmik enflasyonu sırf bunları açıklamak için geliştirdik. Yoksa tanrı zar attı deyip işin içinden çıkabilirdik. Peki kozmik enflasyonun ortak altyapı olmasına karşın megaevrenler oluşurken gerçekleşecek faz geçişleri, fizik yasaları arasındaki farkı artırabilir mi? Evet ve bunu da yeni karanlık madde yazısında anlattım. Öyleyse buraya dek anlattıklarımızı toparlayalım:

İlgili yazı: Dünyadaki En Ölümcül 5 Toksin Nedir?

 

Kozmik enflasyonda sonsuz kopya

1) Kozmik enflasyon teorisine göre kainatta sonsuz sayıda megaevren vardır. 2) Bunların bazısı veya tamamı sonsuz büyüklüktedir. Dolayısıyla bunlar sonsuz veya çok sayıda gözlemlenebilir evren içerir. 3) Bu durumda hem kainattaki köpük megaevrenler hem de bunların içerdiği gözlemlenebilir evrenler sonsuzdur. 4) Bunlar kozmik enflasyonu tetikleyen temel fizik yasalarının çeşitlemeleridir. O zaman son soruya geldik. Sonsuz sayıda evren varsa bizim evrenimizin de sonsuz sayıda kopyası var mı?

Evet olabilir! Oysa nasıl ki bu evrende kanatlı atlar doğal olarak ortaya çıkmıyor, onlarda da ortaya çıkmayacaktır. Kozmik enflasyon teorisinde sonsuz sayıda evren olması bu evrende imkansız şeylerin diğer evrenlerde gerçek olacağını göstermez. Bununla birlikte evrenimizin sonsuz sayıda kopyasının olması bizim açımızdan mantıksal çelişkiye yol açmaz. Köpük evrenlerin dışındaki uzay ışıktan hızlı şiştiğinden megaevrenler asla birbirine dokunamaz. Öyle ki bizim evrenimizin koptuğu veya çarpıştığı bir evren olmadığını biliyoruz. CMB haritasında izi görülmüyor.

Ayrıca kopya evrenlerimizle aramızdaki uzaklık da çok büyük veya sonsuzdur. Bunun sebebi megaevrenimizin dışında uzayın ışıktan hızlı şişiyor olmasıdır. Peki bu kopyalar paralel evrenler midir? Hayır! Paralel evrenler kuantum çoklu dünyalar yorumundan türer. Buna göre bu evrendeki seçimlerimizi içeren olasılık dalga fonksiyonunda gerçekleşmeyen olasılıklar başka evrenlerde gerçekleşir. Oysa bu evrenler bizden uzayzamanda değil, Schrödinger dalga fonksiyonunun kuantum olasılıklar evreninde ayrıdır. Kozmik enflasyondaki evrenler uzayzamanda kopuktur, olasılıklarda değil:

İlgili yazı: Evrenin En Büyük Yıldızı UY Scuti mi?

 

Kozmik enflasyonda paralel evrenler

Öyleyse iki tür sonsuzluk mevcut. Kozmik enflasyonda sonsuz sayıda evren ve gözlemlenebilir evren var. Kuantum çoklu dünyalar yorumu doğruysa ayrıca bunların alternatif yaşamlarının olduğu sonsuz sayıda paralel evren de var. Oysa kozmik enflasyonda evrenimizin de sonsuz sayıda kopyası var ki o zaman sonsuz kopyada aynen tekrarlanan sonsuz paralel evren olması gerekir. Uzayzamanda sonsuz sayıda evren sorun değildir ama çoklu dünyalar yorumunda sonsuz sayıda evren klonu olamaz. Bunun nedeni dalga fonksiyonunda olasılıkların toplamının 1’e eşit olmasıdır. Bu sebeple sonsuz sayıda evren içeren kozmik enflasyon modellerini çoklu dünyalarla bağdaştıramazsınız. Biri yanlış olmak zorundadır.

Şimdi diyeceksiniz ki “ama hocam, o zaman çoklu evren ve paralel evrenler Ockham’ın usturasına aykırı değil mi? Bu da kozmik enflasyon teorisinin görünüşte kanıtlandığı halde eksik veya hatalı olduğunu göstermez mi?” Bilimsel olarak bir şeyler eksik arkadaşlar. Örneğin büyük patlamadan kalan ilkin kütleçekim dalgaları sorunu… Ayrıca yaşadığımız sonlu evreninin nasıl oluştuğunu sonsuz karmaşıklıkta bir çoklu evren veya paralel evrenlerle açıklamaya çalışıyorsunuz. Bu felsefede Ockham’ın usturasına aykırı olarak problemli. Fizikte sonsuzlukları gözlemleyemeyecek ve üzerinde deney yapamayacağız için problemli. Özellikle de bizi gereksiz antropik ilkeyle uğraştırdığı için sorunlu.

Kozmik enflasyonda sonsöz

Bütün bunları araştırmak için siz de Antropik İlke: Evren İnsanlar İçin mi Yaratıldı ve kainatta birden fazla evren var mı diye sorabilirsiniz. İnce ayar argümanı ve evren bir simülasyon mu argümanları bağlamında fizikte tanrının olup olmadığını merak edebilirsiniz. Kuantum Çoklu Dünyalardaki Paralel Evrenler Nerede ve çoklu evren Oluşturan Enerji Nereden Geliyor başlıklarını inceleyebilirsiniz. Vakum köpükleri evreni nasıl yok eder ve paralel evrenlerle iletişim kurmak mümkün mü konularına da göz atabilirsiniz. Bilimle ve sağlıcakla kalın.

Bilim insanları üç yıldızın birden çevresinde dönen gezegen buldu


1Eternal inflation and its implications
2Cosmic Inflation, the Beginning of the Universe, and the Origin of the Various Elements
3A brief history of the multiverse
4Conditions for (No) Eternal Inflation

Yaşama Uygun Öte Gezegenler Nasıl Aranır?

Bugüne dek yaklaşık 4000 öte gezegen bulduk ama yaşama elverişli bir gezegen bulmak için önce Dünya’ya bakmak lazım. Bilim insanları uzayda yaşam bulmak amacıyla, Dünya’ya benzeyen gezegenlerin yaşama uygunluk ölçütlerinin şablonunu çıkaracaklar. Bunu da Ay’a video kamera koyacakları LOUPE projesiyle yapacaklar. Dünya’ya Ay’dan bakıp yaşama uygun gezegenlerin uzaktan nasıl göründüğünü anlayacaklar. Peki LOUPE nedir ve nasıl çalışır? Bu yazıda öte gezegenler için yaşama uygunluk şablonu çıkarmayı öğreneceğiz.

Zaten onlarca ışık yılı uzaktaki öte gezegenlere bakıp yaşam aramak çok zor. Gezegenleri uzaktan seçmek zor. Bir de ne tür gezegenlere bakacağımızı bilmeden bunu yapmak imkansız sayılır. Onlarca trilyon gezegen içeren galaksimizde işimiz gerçekten şansa kalır. Peki başka yıldızların çevresinde dönen bir öte gezegenin yaşama uygunluk ölçütleri nedir? Dünya’ya genel benzerlik dışında öte gezegenin atmosferi, sıcaklığı, yer şekilleri nasıl olmalı? Önce öte gezegen şablon ihtiyacını görelim:

İlgili yazı: Kodlama İçin En Gerekli 16 Programlama Dili

 

Neden öte gezegenler şablonu?

Şimdi diyeceksiniz ki “Dünya’da yaşam var hocam. Biz de uzayda yaşam bulmak için Dünya’ya benzeyen gezegenlere bakalım.” Ne yazık ki o kadar kolay değil. Bir kere uzayda Dünya’nın ikizi olan bir gezegen bulamadık. Araştırma tekniklerimiz ve bugüne dek geçen çok kısa araştırma süresi (~25 yıl ne ki?), Dünya benzeri gezegenlerin ne kadar yaygın olduğunu hesaplamaya yeterli değil. İkinci olarak Dünya’da insan yaşamına kalorifer, klima ve giysi olmadan uygun olan yerlerin sayısı bile sınırlıdır. Öte yandan siyan bakteriler bizi öldürecek siyanürlü maden havuzları, asitli ve benzeri ortamlarda yaşar.

Dünya’da 7 milyar 850 milyon insan var ama gezegendeki en yaygın yaşam türleri bizi öldürecek koşullarda çoğalan bakterilerdir. Bunlar 5 kilometrelik deniz diplerinden yeraltında 2 km ve belki de daha derinde, hatta 20 km yüksekte, stratosfer tabakasında yaşar. Ev kedileri gibi birkaç evcil hayvanı saymazsak, ıstakozlardan yarasalara dek birçok canlı da bizim yaşamamızı sürdüremeyeceğimiz şekilde yaşar. Ayrıca karbon yerine silisyum atomu tabanlı canlılar da olabilir.

Jüpiter uydusu Europa ile Satürn uydusu Enceladus’un buz altı okyanusları olduğu ve bunların yaşama şimdiden uygun olduğunu da biliyoruz. Bütün bu nedenlerle bizim Güneş Sistemi dışındaki öte gezegenlerde yaşama uygunluk ölçütlerini belirlememiz ve genişletmemiz gerekiyor. Özellikle de Güneş benzeri yıldızların dışında, ultra soğuk kırmızı cüceler gibi başka tür yıldızlar çevresinde dönen ve hatta bir yüzü hep güneşe bakan gezegenler için daha geniş düşünmek zorundayız. Elbette Dünya’yı başlangıç noktası olarak alalım; ancak önce yaşama uygun öte gezegenlerin bir şablonunu çıkaralım:

İlgili yazı: Gerçek Adem: ilk insan ne zaman yaşadı?

 

Öte gezegenler ve LOUPE

LOUPE’un bir açılımı, Dünya Benzeri Gezegenlerde Yaşam Saptamak için Dünya’yı Ay’dan Gözlemlemek’tir. Size garip gelebilir ama bu çok gerekli; çünkü gezegenimize alçak yörüngedeki uydularla bakmak, Ay’dan bakmak gibi değildir. Bugün uzay istasyonu ve NASA uyduları, gezegenimize detaylı fotoğraflar çekecek kadar yakındır. Oysa bizim uzaktan bulanık görünen gezegenlerin belli belirsiz ışığına bakarak yaşama uygun olup olmadıklarını anlamamız gerek. Öyle ya! Dünya benzeri gezegenlerde otomatik olarak yaşam olduğunu varsayamayız. Buna ayrıca bakmak gerekiyor.

Bu sebeple Dünya’nın uzaydan nasıl göründüğü hakkında estetik değer taşıyan birkaç fotoğraf dışında, bilimsel değer taşıyan bir çalışma yapmadığımızı baştan belirtelim. LOUPE projesi işte bu açığı kapatacak. Nitekim bu projenin aynı adı taşıyan bir kamerası var. Onun açılımı da Dünya’nın Detayları Belirsiz Çoklu Ölçümü için Ay Gözlemevi’dir. LOUPE sayesinde öte gezegenlerde yaşam olduğunu kolayca anlayacağız. Bunun için 100 ışık yılı uzaktaki bir gezegene, ışık hızının yüzde 10’uyla 1000 yılda gidecek nükleer füzyon roketli bir yıldızlararası sonda göndermeye gerek kalmayacak.

Sondanın gözlem verilerinin ışık hızıyla bize 100 yılda gelmesini beklemeye de gerek kalmayacak. NASA’nın bu yıl sonunda (inşallah ben ölmeden fırlatacağı) James Webb uzay teleskopu, öte gezegenleri detaylı görecek kadar keskin gözlüdür. Biz de Webb’in çektiği fotoğrafları LOUPE şablonuyla analiz edersek uzayda kısa sürede yaşam bulabiliriz. Dünya’daki bazı şartlar gezegenin insan yaşamanı desteklemesine olanak tanıdıysa, benzer koşulları diğer gezegenlerde aramak mantıklıdır. LOUPE, James Webb ile diğer teleskopların göreceği kara ve okyanus kütlesi izlerini yorumlamamızı sağlayacak. Sonuçta okyanus görmekle yaşam barındıran okyanusu saptamak iki farklı şeydir.

İlgili yazı: Düz Dünya Teorisini Çürüten 12 Kanıt

James Webb aynası.

 

Bilimkurgunun geleceği bile etkilenecek

LOUPE Ay’dan bakarak Dünya’nın karaları, okyanusları ve atmosferini sanki öte gezegenmiş gibi görüntüleyecek. Peki bu ne demek? Örneğin yaşam barındıran oksijen atmosferli bir gezegenle, atmosferinde oksijen olmasına karşın ölü bir gezegeni nasıl ayırt ederiz? Bunun için atmosferin içinden geçerek süzülen ve atmosferden yansıyan ışığın nasıl kırıldığına bakarız. Özellikle de polarizasyonuna, yani ışığın kutuplanmasına bakarız. Bu da bize öte gezegenin dönüsü, hava durumu, bulutları, iklimleri, atmosferi ve mevsimleriyle ilgili bilgi verir.

Eskiden öte gezegenlerin polarizasyon verilerini alamıyorduk; çünkü elimizdeki teleskoplar zayıftı. Ancak James Webb gibi gelecek kuşak teleskoplar, gezegenlerin atmosferini analiz edecek kadar net görebilir. Şimdi size uzayda yaşam aramak gizemli ve zor geliyor ya… Bir de Webb’i görün! Polarizasyon verileri birkaç yılda biriksin, o zaman uzayda yaşam aramak rutin olacak. Bunun üzerinde dönen edebiyat da kulağa sıradan gelmeye başlayacak. Bu da bazı bilimkurgu romanları ve filmlerini ıskartaya çıkaracak kadar saçmaya indirgeyecek. Diğer yapıtların önünü ise alabildiğine açacak:

İlgili yazı: Alzheimer Hastalığının Gelişini 25 Yıl Önceden Bileceğiz

 

Üstelik öte gezegenler çok çeşitlidir

Bazılarının yüzeyi Büyük Ölüm’e yol açan ünlü Sibirya Platosu gibi soğuyup katılaşmış lav denizleriyle kaplıdır. Diğer “su dünyaları” ise hiç de Dünya gibi sert ve yoğun değildir. Yıldız Savaşları’ndaki Naboo gezegeni kadar olmasa da içi sünger gibi delik deşiktir. Öyle ki bunları suya atsanız yüzer. LOUPE bundan fazlasını seçmeyi sağlayacak. Örneğin gezegenler yıldızlar gibi ışık saçmaz ama ışığı yansıtır deriz. Peki hangi ışığı? Gece yanındaki yıldız ışığını mı, yoksa gündüz vakti güneş ışığını mı? Polarizasyonla bunları anlayabileceğimizi biliyor musunuz? Bunu ayırmak zordur.

Oysa polarizasyon verileri ayırmamızı sağlar. Mesela gündüz yanını gösteren güneş ışığı gezegenin ana yıldızından geldiği için tek yönlüdür. Yıldız ışığı ise uzaktaki binlerce yıldızdan geldiği için çok yönlüdür. Bu yüzden de gezegenin atmosferinden her yönde saçılarak yansır. Bu da ışık polarizasyonunu yüzde 10 artırır. Siz de buna bakarak öte gezegenlerin gecesini gündüzünü ayırabilirsiniz. Peki ya atmosferden süzülerek geçen ışık? Bunu öte gezegen atmosferinin içine girmeden görebilirsiniz. Sonuçta gezegenler uzaktan yuvarlak disk olarak gözükür. Atmosfer de gezegeni kenardan saran bir çember olur.

Bu çember

…atmosferin kesiti olup içinden geçen ışığı gösterir. Tabii atmosfer uzaydan yoğun bir ortam olarak aynı zamanda gazlı bir ışık süzgeci, adeta prizmadır. Bu da öncelikle gezegenin bulutlarını seçmenizi sağlar. Gezegenden yansıyan ışık en çok atmosferden yansıdığı için polarizasyon sayesinde havanın bulutlu olup olmadığını anlarsınız. Atmosferden süzülen ışık gökkuşağını da görmenizi sağlar. Hatta bizim bakış açımıza göre kendi gökkuşağını yaratır. Bu da bir gezegenin atmosferini ışık tayfına bakarak incelemenizi sağlar. Mesela kuru atmosferle yağmurlu havayı ayırırsınız. Nasıl mı?

İlgili yazı: 18 Ayda Nasıl 24 Kilo Verdim

 

LOUPE ile gezegende hayat arama incelikleri

Dünya’daki gökkuşaklarının sebebi ışığın yağmurdaki veya atmosferdeki su damlacıklardan geçerken kırılmasıdır. Su damlaları beyaz güneş ışığını türle yöne saçar ve böylece renklerine ayırır. Ayrıca su buharı bulutları ışığı daha çok yansıtır ve yansıtma şiddeti bunların yağmur bulutları olup olmadığına göre değişir. Böylece kümülonimbus gibi bulut türlerini de tespit edersiniz ama dahası var… Oksijen–nitrojen atmosferindeki su buharı bulutlarının ışık tayfıyla Titan benzeri tolin atmosferi bulutları ve Venüs tarzındaki sülfürik asit–karbondioksit atmosferi bulutları farklıdır.

Bu yaşama uygun atmosferleri bulmaya izin verir ama aynı zamanda atmosferde serbest oksijen bulmaya yardım eder. Su buharı gökkuşağı ile yağmursuz açık bir gündeki atmosfer tayfı farklıdır. Yine de su oksijen içerir. Dolayısıyla kuru atmosferin tayfına bakıp zaten bildiğiniz su buharı polarizasyonuyla karşılaştırarak öte gezegen atmosferinin oksijen içerip içermediğini de anlarsınız. Hatta gökkuşağı, bulut ve kuru atmosfer verilerini birleştirip atmosferdeki oksijen oranını ölçersiniz.

Mesela, “A? Yüzde 21 oksijen ve yüzde 78 azot, binde 9 argon var, biz burada nefes alabiliriz” dersiniz. Kısacası LOUPE öte gezegen yaşama uygunluk şablonu sadece hayata değil, insan yaşamına uygun gezegen bulmanızı da sağlar. Üstelik Dünya benzeri bir gezegenin atmosferinde yüzde 20’nin üzerinde oksijen varsa bunu inorganik kimyayla açıklamak imkansız sayılır. Bunun yerine gezegende bitkiler var ve fotosentez yapıyor diye düşünürsünüz. Buna geri geleceğim ama LOUPE bununla sınırla kalmıyor. Gezegen ışığını sadece atmosfer yansıtmaz demiştim. Okyanus ve karaların yansıması da var.

Kayalar şekilsiz şeylerdir

…ve aynı zamanda engebeli arazi içerir. Bu sebeple kıtalardan yansıyan ışık pek polarize olmaz. Okyanuslar ise nispeten pürüzsüz olup ışığı tutarlı açılarda polarize yansıtır. Tabii rüzgarlar dalgalı denizlere yol açar ama bu polarize ışığın yansımasını genişletir. Işık ışınları lazerden değil de el fenerinden çıkar gibi genişler. Üstelik rüzgar ne kadar hızlı esiyor ve deniz ne kadar dalgalıysa o kadar çok genişler. Bu da dalgaların ve dolayısıyla akıntıların yönünü görmeye imkan tanır. Nispeten yakın gezegenlerde en yüksek dalgaların beyaz köpüklerini bile görürsünüz. Peki ya denizin rengi?

İlgili yazı: Evrenin En Büyük Yıldızı UY Scuti mi?

Dünya’nın Ay’dan gerçek görüntüsü. Ay’ın yıl içinde değişen uzaklığına göre Dünya gökte büyür ve küçülür.

 

Öte gezegenler ve şarap rengi deniz

Azra Erhat ve Abdülkadir Meriçboyu’nun muhteşem bir Türkçeyle çevirdiği Homeros’un İlyada destanında beni en çok etkileyen ifadelerinden biri “şarap rengi deniz” sözüdür. Nitekim LOUPE şablonuyla denizin rengini bile görebilirsiniz. Okyanuslar daha çok mavi–beyaz, ama karadaki bitki örtüsü kırmızı ve karalar da kahverengi görünür. Bir dakika bir dakika… Bitkiler genellikle yeşildir değil mi? Öyleyse kırmızı ve kahverengi nereden çıktı? Kahverengiyi anlatmak daha kolay aslında: Dünya’ya yeterince uzaktan bakarsanız ormanların yeşili yerine karaların rengini, yani toprak rengini görürsünüz.

Bitkilerin kırmızı olmasına gelince… Dilerseniz buna bitkilerin ışık tayfının kırmızıya kayması, kızıla çalması ve kızılaltına yakınsaması diyelim. Peki bu ne demek? Fotosentez yapan bitkiler klorofil içerir. Onlara yeşil rengini bu pigment verir ve fotosentez yaparak enerji, bunun yan ürünü olarak da oksijenle karbondioksit üretmelerini sağlar. Dolayısıyla ışığı oksijen üretiminde kullanan öte gezegen bitkilerinin yeşil renkli olmasını beklersiniz ama yeşil olmak ne demektir? Bitkiler yeşildir; çünkü yeşilin dalga boyu fotosentez yapmaya elverişli değildir. Bu sebeple bitkiler yeşil ışığı yansıtıp yeşil olurlar.

Ayrıca bitkiler uzun dalga boyuna sahip kızılaltı, yani termal ışığı da fotosentez de kullanmaz. Bu sebeple insan gözü göremese de termal kameraların göreceği şekilde yakın kızılaltı ışık yansıtırlar. James Webb uzay teleskopunun yakın kızılaltına duyarlı olmasının sebebi budur! James Webb buna bakarak bitki örtüsüyle kaplı gezegenleri görmeyi umuyor. Biz de LOUPE şablonuyla Webb verisini çözümleyip bundan emin olmayı umuyoruz. Pekala… LOUPE sayesinde öte gezegenlerin karalarını, denizlerini, atmosferini ve bitki örtüsünü farklı açılardan göreceğimizi anladık.

O zaman ne olacak?

O zaman (şimdilik) 100 ışık yılına kadar, bir öte gezegenin yaşama ve insan yaşamına uygun olup olmadığını öğreneceğiz. LOUPE şablonuyla Webb fotoğraflarını analiz ederek bunu başaracağız. Bunun için 100 ışık yılı uzaktaki öte gezegenler için sonda göndermeye gerek kalmayacak. Tek yapmak gereken, Ay yüzeyine LOUPE kamerası koyup Dünya’yı uzaktan öte gezegen gibi fotoğraflamak olacak. Böylece yaşama uygun gezegenlerin uzaktan nasıl göründüğünü gösteren bir şablon yaratacağız.

Siz de yaşama uygun öte gezegenler aramanın 5 yolunu ve yaşama Dünya’dan uygun 24 gezegeni hemen görebilirsiniz. Güneş yerçekimi merceğiyle 100 milyar kat zum yapan teleskopu araştırabilirsiniz. Dünya dışı zeka neye benziyor ve Dünya dışı yaşam olduğunu nasıl anlarız diye sorabilirsiniz. Uzaylılar varsa neden Taksim’e inmediler bağlamında, Nadir Dünya hipotezini ve gökten sıvı cam yağan hipersonik gezegenleri inceleyebilirsiniz. Dünya benzeri gezegenlerin ne kadar yaygın olduğunu ve uzayda güneşi olmadan dolaşan başıbozuk gezegenlerdeki hayatı merak edebilirsiniz. Hızınızı alamayarak Güneş Sistemi’ndeki yeni gezegenlerarası otoyola da bakabilir ve hatta evren yaşama uygun olmak zorunda mı diye sorabilirsiniz. Bilimle ve sağlıcakla kalın.

Nükleer füzyon bildiğiniz gibi değil


1LOUPE: Observing Earth from the Moon to prepare for detecting life on Earth-like exoplanets
2Spectral Properties of Plants
3Observing the Earth as an exoplanet with LOUPE, the Lunar Observatory for Unresolved Polarimetry of Earth

Alzheimer Hastalığının Gelişini 25 Yıl Önceden Bileceğiz

Bilim insanları Alzheimer hastalığını 25 yıl önceden tespit etmenin bir yolunu buldular. Peki önleyici tedaviye erken başlamaya izin veren ve gelecekte kesin tedavi geliştirmeyi hızlandıracak olan bu gelişme nedir? Anneannemi Alzheimer’dan kaybetmiş olarak söylüyorum ki hastalığa ne kadar önceden tanı koyarsanız hastaların yaşam kalitesini o kadar uzun süre artırıyorsunuz. Alzheimer, bunamanın çok ağır bir formuna yol açıyor ve hem bireyler hem de ailelerinin yaşamını zorlaştırıyor. Peki Alzheimer beyinde nasıl ortaya çıkıyor ve ilerliyor? Dahası bu hastalığı iyileştiremesek de önceden tanı koymak için ne yapabiliriz? Alzheimer’i teşhis etmek için hangi teknolojileri kullanabiliriz?

Alzheimer hastalığına 25 yıl erken tanı

Son araştırmalara göre beyindeki bir grup nöron bilişsel gerileme başlamadan 25 yıl önce değişmeye başlıyor. Bu bağlamda Alzheimer’ın asıl göstergesi de beyindeki tau proteinlerinin birikmesidir. Tau proteinleri sağlıklı beyin dokularının gelişmesini sağlıyor. Oysa Alzheimer hastalarında aşırı tau proteini birikimi sinir hücrelerine zarar veriyor. Öyle ki beyin sıvısında serbestçe yüzen proteinlerin sayısı artarken bilişsel gerileme artıyor. Tau proteinleri, beyin kabuğundaki nöronlar arasında, süpürülmemiş bir yerdeki toz yumakları gibi toksik düğümler oluşturuyor.

Bu düğümler nöronları birbirine bağlayan aksonlarla dentritleri kopararak hücrelerin ölümüne yol açıyor. Proteinler aynı zamanda nöronları sıkı sıkıya sararak adeta boğuyor. Öte yandan tau proteinlerinin sadece Alzheimer’dan sorumlu olduğunu söylemek yanlış olur: Bunlar genelde yaşlı beyinlerdeki bunamanın göstergesidir ama iyice kontrolden çıkmış halinin Alzheimer’a neden olduğunu görüyoruz. Gerçi bunama görülen hastalar üzerinde yapılan önceki araştırmalarda, bu proteinlerin uzun süreli belleğe kalıcı anılar aktaran hipokampus bölgesinde yaygın olduğunu bulmuştuk.

Oysa Alzheimer’dan yaşamını yitiren kişilerle sağlıklı beyinleri karşılaştıran bilim insanları, Alzheimerlı beyinlerde daha az sinir hücresi olduğunu, dolayısıyla beyinlerin aşırı küçüldüğünü saptadılar. Her durumda Alzheimer hastaların tau proteini birikimi hiç durmuyor ve bu da sonunda ölüme yol açıyor. İşte önleyici tedavi burada devreye giriyor: Hastalığı ilerledikten sonra durdurmak imkansız olabilir. Buna karşın önleyici tedavi hastalığın yayılmasını önleyebilir ki bu da Alzheimer’ı 25 yıl önceden tanılamayı sağlayan yeni yöntemle mümkün olacak. Peki bunu nasıl yapacağız?

İlgili yazı: Kodlama İçin En Gerekli 16 Programlama Dili

Alzheimer hastalığını iyileştirmek mümkün değil. Oysa tau proteinlerini 25 yıl önceden fark ederek hastalığın ortaya çıkmasını önleyebiliriz.

 

Doku küçülmesi Alzheimer göstergesi

Alzheimer hastalığında hipokampus dışında protein yumaklarının biriktiği ilk yerlerden biri Latince locus coeruleus değimiz bölgedir. Bu bölge beynin arkadan omuriliğe bağlandığı beyin sapındadır. Neden bilmiyoruz ama işte 25 yıl önce tau proteinleri burada birikmeye başlıyor. Üstelik locus coeruleus beynin neredeyse tamamına bağlanıyor. Örneğin yaşadıklarınızı anımsamaktan tutun da cinsel açıdan tahrik olmaya dek birçok bilişsel süreci düzenleyen norepinefrin (noradrenalin) hormonunu beynin bu tür davranışlarını düzenleyen bölgelerine taşıyor. Bunlar Alzheimer hastalarının zorlandığı davranışlardır.

Öyle ki Alzheimer ilerlerken locus coeruleus hem hacimsel hem de hücre sayısı olarak küçülmeye başlıyor. Bu da beyin ve merkezi sinir sistemindeki norepinefrin düzeyini düşürüyor. Nitekim bilim insanları 2017’de sağlıklı bireylerle düşük düzey bilişsel güçlüklerle karşılaşan kişilerin beyinlerini karşılaştırdıklarında ilginç bir keşif yaptılar. Demans başlangıcı olanlarda locus coeruleus yüzde 30 daha küçüktü. Alzheimer’ı orta derece ilerleyenlerin locus coeruleus’u ise yüzde 25 daha küçüktü.

Daha da önemlisi bu bölge kişiye Alzheimer tanısı koymadan önce küçülmeye başlıyordu! Bu da Alzheimer’a yakalanma riski yüksek olanlarda ilk bakılması gereken yerlerden birinin locus coeruleus olduğunu gösteriyordu. Biz de rutin kontroller sırasında beyin görüntüleme tekniklerini kullanabiliriz. Tıbbi görüntüleme cihazları yardımıyla kişilerde Alzheimer gelişimini 25 yıl önceden öngörebiliriz. Bu konuda sadece dokuların küçülmesine bakmak zorunda değiliz. Norepiefrin hormonuna da bakabiliriz:

İlgili yazı: Gerçek Adem: ilk insan ne zaman yaşadı?

İnsan beynindeki locus coeruleus bölgesinde biriken tau proteinleri Alzheimer hastalığını 25 yıl önceden haber veriyor.

 

Alzheimer’ı önlemek mümkün olacak

Bunun en iyi yollarından biri MR cihazlarını kullanmaktır. Locus coeruleus beynin çok küçük bir parçası olduğu için MR’da görmek zordur. Buna rağmen MR cihazı locus coeruleus’un ürettiği kimyasalları aydınlatır. Böylece onun yerini de gösterir. Diğer seçenek ise PET taramasıdır: Bu cihazla NAT, yani norepinefrin taşıyıcı kimyasalı içeren hücreleri aydınlatırız. Doğal olarak bu madde norepinefrin hormonunun olduğu bölgelerde bol bulunur. Demek ki PET’le bu kimyasal maddelere bakmak aslında locus coeruleus’u görüntülemektir. Tabii bunun dışında bir de insan kanı var:

Gerçi kaygılanmayın. Her ne kadar Mars’ta insan kanı plazmasıyla beton ev harcı yapmayı planlasak da bu kez insan plazmasını norepinefrin düzeyini ölçmekte kullanacağız. Nasıl derseniz… İnsan kanı plazmasında bu hormon ne kadar yüksekse beyindeki sağlıksız tau protein birikimi de o kadar az oluyor. Hormonun azalması doğrudan Alzheimer başlangıcına işaret ediyor. Nitekim araştırmacılar norepinefrin düzeyi ile Alzheimer’a bağlı demans arasında bağlantı buldular.1,2,3 Gerçi bu araştırmaların kesin sonuç vermesi mümkün değil ama onun da çözümü var.

Bir uzmana baktırmak gerek

Doktorlar hormon seviyesindeki azalmayı Alzheimer’a yorup beynin diğer bölgelerini de test edebilir. Özetle Alzheimer başlangıcını 25 yıl önceden öngörmek bireylerin ekonomik ve sosyal olarak hastalığa hazırlanmasını sağlayacaktır. Alzheimer hastalarına bakmak bireylerde kalıcı psikolojik rahatsızlıklara yol açacak kadar zordur. Bu yüzden sadece erken tanı bile yaşam kalitesinin artması demektir. Öte yandan erken teşhis hastalığı geciktiren veya önleyen tedavilerin önünü açacaktır. Bu da büyük kazançtır.

Siz de pozitron emisyon tomografisi (PET) cihazlarının çalışmasına bakabilir ve mRNA aşılarının işleyişini hemen görebilirsiniz. Protein katlamanın yeni pandemileri engelleyecek akıllı aşılar geliştirmeye nasıl izin verdiğine göz atarak İnsan DNA’sına yeni harfler ekleyerek genetik hastalıkların önüne geçmeyi araştırabilirsiniz. DNA tabanlı biyolojik bilgisayar ve robotların ve beyin-bilgisayar arayüzlerinin gelişine şimdiden tanık olabilirsiniz. Hızınızı alamayarak neuralink n1 telepatik beyin protezinin nasıl çalıştığını da okuyabilirsiniz. Havalar serinlerken bilimle ve sağlıcakla kalın.

BepiColombo Merkür’ün ilk fotoğrafını nasıl çekti?


1Correlation of Alzheimer Disease Neuropathologic Changes With Cognitive Status: A Review of the Literature
2Sex differences in the locus coeruleus-norepinephrine system and its regulation by stress
3Correlation between cognition and plasma noradrenaline level in Alzheimer’s disease: a potential new blood marker of disease evolution

Protein Katlama Nedir ve Bizi Yaşatır?

Bilim insanları protein katlama problemini yapay zekayla en sonunda çözdü. Nasıl ki davranış modelleme kullanan antivirüs yazılımları, listede kayıtlı olmayan bilgisayar virüslerini bile davranışlarına bakıp görecek; protein katlama sayesinde de biyologlar akıllı mRNA aşıları ve ilaçlar geliştirecek. Sars-Cov-2 virüsü varyantlarındaki çivi proteinlerinin nasıl katlanıp mutasyon geçireceğini öngörebildiğimizde Covid-19 ve benzerlerine karşı akıllı aşı devri başlayacak.

Böylece aşılar yeni Corona virüsü varyantlarıyla diğer virüslere uyum sağlayacak. Aşılar yeni virüs ve bakterilere karşı kendini geliştirirken, akıllı ilaçlar da istenmeyen etkileri “öğrenerek” aşıya alerjik tepki verme gibi durumları önleyecek. Bu sayede kanser türleri gibi birçok genetik ve kalıtsal hastalığı tedavi etmek mümkün olacak. Protein katlama sanatı tıpta ve biyoteknolojide yepyeni bir alan açılıyor. Peki proteinler nasıl katlanır ve bizi yaşatır? Akıllı aşı ve ilaçları görelim.

İlgili yazı: Düz Dünya Teorisini Çürüten 12 Kanıt

 

Tıptaki son engel protein katlama

Biyolojinin kalbinde çözülmemiş bir gizem var ve bu da tıpta ilerlemeyi 50 yıldır geciktiriyor. İster yaşamı anlamak isteyen bir biyokimyacı olun ister yaşam kurtarmak isteyen bir ilaç tasarımcısı, büyük ihtimalle protein katlama problemiyle karşılaştınız. Proteinler vücudun yapıtaşı ve metabolizmanın sürücüsüdür. Buna karşın, bu büyük molekül zincirlerinin neye benzediği ve nasıl katlandığını öngörmek çok zordur. Oysa proteinler vücudun işleyişi bakımından anahtar-kilit gibidir. Doğru yerde doğru protein ilaç etkisi yaratır. Corona virüsü ise hücrelere çivi proteiniyle tutunur.

Dolayısıyla proteinlerin şekli ve nasıl katlandığını bilmek önemlidir. Mevcut proteinlerle çalışan ilaçlar ve ilaç niyetine yeni proteinler geliştirmek için şarttır. Örneğin Covid-19 aşılarıyla bağışıklık tepkisi geliştirmek için virüsün çivi proteinlerini engellemek kritik önem taşır. Aşılar bazen de virüslerin yüzeyindeki kapsit denilen protein kılıfını etkisiz hale getirerek çalışır.

Bunca yıldır kanser türleri ve Alzheimer gibi hastalıklara tedavi bulamamamızın en büyük sebebi proteinlerin nasıl katlandığını bilmememizdir.  Öyle ki binlerce ve milyonlarca protein var veya icat edilebilir. Bunlardan herhangi biri de ilaç olabilir ama hangisi? Proteinlerin nasıl katlandığını bilirsek yaşlanmayı geciktirmeye varıncaya kadar tıpta çağ atlarız. Nitekim 15 Temmuz 2021’de iki bağımsız grup, proteinlerin nasıl katlandığını öngören iki başarılı yapay zeka yazılımı geliştirdi. Peki protein katlama problemi nedir ve yapay zeka bu sorunu nasıl çözüyor?

İlgili yazı: Kodlama İçin En Gerekli 16 Programlama Dili

 

Protein katlama ne işe yarar?

Bir protein yüzlerce farklı şekilde kıvrılabilir. Bunlar mikroskobik organik moleküller olduğu ve en küçük müdahalede bozulduğu için proteinleri mikroskopla görmek zordur. Yapay zeka ise bir proteinin tam olarak ne şekillerde katlanacağını tahmin eder ve bize gösterir. Kısacası protein katlama simülasyonları yapar. Öte yandan proteinlere hükmetmek pandemiyi durdurmaktan ibaret değildir. Bunun mRNA tabanlı gen tedavisinden tutun da denize sızan petrolü veya toksik atıkları sindirerek yok eden doğa dostu bakteriler geliştirmeye dek birçok açılımı var.

Protein katlamayı öğrenmek bize insanlığa faydalı ve doğayı eski haline getiren genetiği değiştirilmiş (GDO) bakteriler geliştirme imkanı sağlayacaktır. Peki ne yapar bu proteinler? Bir kere virüs yapar, hemoglobin olarak kanınızda oksijen taşır, yemekleri sindirmenizi sağlar. Enzim olur ve DNA’yı kesip kopyalar. Hormon olarak bedenin çalışmasını, yani bünyeyi düzenler. Antikor üretimi yaparak canlı organizmayı patojenlerden korur ve bağışıklığı geliştirir. Özetle bunlar sıradan organik moleküller değildir. Proteinler canlıları yaşatır. Bu sebeple gelecek sefere yerli yersiz protein tozu alırken neyle muhatap olduğunuzu bilin. Öyle ki proteinlerle doğada çözünen plastik bile üretebilirsiniz! Peki proteinlerle genetik kod arasındaki ilişki nedir? DNA proteinler yoluyla dokuları nasıl üretir?

İlgili yazı: Gerçek Adem: ilk insan ne zaman yaşadı?

 

Protein katlama ve DNA ilişkisi nedir?

Genetik kodumuzu oluşturan DNA molekülü özünde protein sentezleme yönergeleri içerir. Bu talimatlar vücudun hangi proteini ne zaman üreteceğini belirtir. DNA alfabesini yeniden yazıyoruz yazısında belirttiğim gibi, proteinler aminoasit denilen daha küçük 20 molekülden oluşur. Öyle ki proteinler uzun birer cümleyse aminoasitler sözler, genler sözcükler ve DNA bazları da bu genetik alfabenin harfleridir. Vücudunuz protein yapacağı zaman DNA’nın genetik talimatlarını okur. Sonra buna göre uzun aminoasit zincirleri yapar.

Bunlar da kıvırcık saç lüleleri gibi kendi üstüne kıvrılarak yün yumağı benzeri moleküler kafesler üretir. Proteinler vücuttaki kimyasal tepkimeleri farklı moleküllere anahtar–kilit gibi uyup kenetlenerek yönetir. Bunun için “tutunma” önemlidir. Doğru tutunmak için de proteinin doğru katlanması gerekir. Öyle ki hormonlar, enzimler ve proteinler metabolizma dediğimiz dev bir yapbozun parçalarıdır. Yine de proteinler rastgele yün iplikleri değildir. Bunları istediğiniz gibi kıvıramazsınız. Yanlış katlarsanız proteinleri deforme edip kırabilirsiniz.

Bu da proteinlerin düzgün çalışmasını önler ve onları organizmaya zararlı hale getirebilir. Maalesef bu da basit bir katlama hatası olmaz. Proteinler yanlış katlanmayı sürdürüp iyice bozulur ve diğer proteinlerin de yanlış katlanmasına yol açabilir! Bunun sebebi protein kenetlenmesinin sadece mekanik değil, aynı zamanda elektrokimyasal bir süreç olmasıdır. Proteinler diğer moleküllere statik elektrik potansiyeli ve kimyasal bağlarla bağlanır. Elektrokimyasal etkileşimler proteini illaki çekip büzecek ve kıvıracaktır. Doğru proteini üretmez veya yanlış yere bağlarsanız diğer moleküller de bozulabilir.

Protein katlama problemi nedir?

Demek ki ilaç ve aşı için protein üretimi ince ayar isteyen hassas bir iştir. Oysa proteinler 50 ila 2000 aminoasitten oluşur. Her aminoasit zaten kendi içinde katlanır ve hepsinin eklem yerleri vardır. Bir de uzun protein zincirleri oluşturunca işler iyice Arap saçına döner. Dahası aminoasitler de tıpkı proteinler gibi yapışkandır. Hem kendi parçalarına hem de uzak yakın diğer moleküllere yapışırlar. Öyleyse protein katlama problemini çözmek, sadece bir proteinin nasıl katlandığını bilmek değildir. Aynı zamanda protein kıvrıldıktan sonra başka nasıl katlanacağını da bilmektir. Yapay zeka bunu gösterir:

İlgili yazı: Evrenin En Büyük Yıldızı UY Scuti mi?

 

Protein katlama ve yapay zeka

Proteinler uzun molekül zincirleridir dedik ya ne kadar uzun olduklarını tahmin etmekte zorlanırsınız. Milyarlarca aminoasitten oluşan protein zincirleri var ve biz de birinci kuşak yapay zeka sayesinde bunların hangi aminoasitlerden oluştuğunu öğrendik. Molekül diziliş sırasını açığa çıkardık. Oysa en basit proteinlerin dışında nasıl katlandıklarını iyi bilmiyor ya da hiç bilmiyoruz! Bunu çözmek için eskiden X-ışını kristalografisi kullanıyorduk. Peki DNA’nin iki iplikli bir sarmal olduğunu ortaya çıkarmakta büyük katkısı olan Rosalind Franklin’in iyileştirdiği bu teknoloji nasıl çalışıyor?

Proteinleri özel bir çözeltiye koyarsınız ve bu sıvı yavaşça buharlaşırken proteinlerin organik kristaller oluşturmasını sağlar. Adeta onları amberdeki sinek gibi dondurup saklar ve aynı zamanda ışığı kıran birer moleküler prizmaya dönüştürür. Daha sonra protein kristallerine detaylarını açığa çıkaracak kadar kısa dalga boyu olan X-ışınları tutarsınız. X-ışınları kristallerden geçerken farklı şekillerde kırılır. Artık X-ışını kristalografisinde (kristal ölçümü) bilgisayar simülasyonları kullanıyoruz. IBM’in bilişsel analitik çözümü olan Watson yapay zekası gibi yazılımlarla proteinleri üç boyutlu yapısını ortaya çıkarıyoruz.

Oysa bu tekniğin sınırları vardır. Proteinler çoğu zaman deforme olmadan kristalize olmaz. Bu nedenle bir proteinin şeklini öğrenmek çok zahmetli ve uzun süren bir işlemdir. Bu hızla çok sayıda proteini incelemek imkansızdır ve hata payı da yüksek olur. Aslında proteinleri daha detaylı olarak incelemenin bir yolu vardır. Buna nükleer manyetik rezonans görüntülemesi deriz, yani hastanelerdeki MR cihazları… Ne yazık ki proteinleri bu teknolojiyle incelemek X-ışını kristal ölçümünden daha uzun sürer.

Biyoteknolojinin geleceği

Üstelik MR cihazları büyük ve hantaldır. Yüksek bakım ve enerji maliyetleri yüzünden pahalı bir çözümdür. Her üniversite bu cihazları kullanamaz ve bu da protein katlamayı öğrenmeyi geciktirir. Tek bir proteini incelemek yıllar sürebilir! İşte derin öğrenme kullanan yapay zeka yazılımları 2020 yılında bunun için devreye girdi. Peki protein katlama problemini nihayet nasıl çözdük? Bu bağlamda öğrencilerim soruyor: Kodlama öğrenmek için hangi programlama diline çalışalım hocam? Biyoteknoloji, genetik ve veri bilimini birleştiren programlama dillerini öğrenin. Hem biyologlara hem de yazılımcılara genetik–biyoteknoloji yazılımlarına odaklanmalarını öneriyorum. Örneğin:

İlgili yazı: Zamanda Yolculuk Etmenin 9 Sıra Dışı Yolu

 

Protein katlama için hangi yapay zeka?

2020 yılında Londra merkezli DeepMind şirketi müthiş bir duyuru yaptı. Google’ın yıllar önce satın aldığı yapay zeka şirketi, yeni YZ algoritması AlphaFold2’nin, aminoasit zincirlerinden oluşan proteinlerin nasıl katlandığını öngörebildiğini duyurdu. Üstelik bunu gerçeğe çok yakın bir şekilde yapıyordu. Öyle ki proteinleri artık mikroskopta incelemeye gerek yoktu. Molekülleri sadece bilgisayar simülasyonuyla üretip test ederek doğrudan üretim hattına almak ve bunlarla yeni ilaçlar geliştirmek mümkündü. Cümleyi tekrar okuyun! Bunun yeni meslekler için gelecek vaat eden bir sektör olduğunu göreceksiniz.

Aynı zamanda kötü yönetimlere bağlı hayat pahalılığını ve şirketlerin olası açgözlülüğünü saymazsak, ilacın genel olarak ucuzlayacağını da tahmin edersiniz. Yeni güvenli ilaç ve aşı geliştirme süreci hızlanacak. Hem de kat kat ucuzlayacak ve piyasaya yeni biyoteknoloji şirketleri girecek. Bunun için Big Pharma dediğimiz dev ilaç şirketlerine her zaman başvurmaya gerek kalmayacak. İlaç sektörü konsolide olmak yerine, belki de küçük parçalara bölünecek. Peki protein katlama yapay zekası nasıl çalışıyor?

İlgili yazı: Yıldızlar Ne Kadar Yaşar ve Nasıl Ölür?

 

Protein katlama ve DeepMind

Deep Mind insandan zeki yapay zeka geliştirmekte 10 yıldır sabıkalı bir şirket… Satranç, go, şogi ve hatta StarCraft 2 bilgisayar oyununda insanları açık farkla yenen yapay zeka geliştirdi. Örneğin AlphaGo yazılımı 18 kez dünya şampiyonu olan Güney Koreli Lee Sedol’ü 2016’da 5 kez yendi. Lee Sedol’ü üç kez yenen Çinli go şampiyonu Ke Jie’yi de 2017’de 3 kez yendi. Birini yenmeyi 6 ayda ve diğerini yenmeyi de 3 günde öğrendi! Hatta Lee Sedol, biraz da ülkesinin stratejik hasmı olan Çin yurttaşı Ke Jie’ye yenildiği için emekli olduğunu açıkladı. Alpha Go’yu kastederek, bu oyunun sonu geldi “Yenilmez bir varlığı yenemem” dedi! 😮 Oysa protein katlamayı çözmek insanları go’da yenmekten daha zordur:

Nasıl ki insanların go şampiyonaları var, protein katlamayı çözmek için CASP denilen ve iki yılda bir düzenlenen özel bir yarışma var. DeepMind şirketi 2020’de düzenlenen CASP14’te büyük başarı yakaladığını duyurdu. Düşünün ki protein katlamayı yapay zekayla çözme yarışması 1992’de başlamış… Biz o zamanlar “A? 44.100 Hz CD kalitesinde seslendirmeli bilgisayar oyunu” diye Warcraft 2 oynuyorduk. CASP yarışmalarında ise takımlara şekli şemalı bilinen 100 proteinin aminoasit dizilimini veriyor ve yapay zekanın protein katlanmasını gerçeğe uygun öngörmesini bekliyorlar.

Bildiğimiz protein derken

Aslında bunlar X-ışını kristal ölçümüyle şeklini yeni öğrendiğimiz proteinler… Yarışmayı düzenleyenler proteinlerin şeklini biliyor ama halka açıklamıyorlar ki katılımcı şirketler de bilmesin ve adil bir yarışma olsun. 2020’deki CASP14 neden önemli derseniz; çünkü o yıla dek yapay zeka protein katlamayı göstermekte hep başarısız oldu. Bunu go şampiyonunda insanları ezip geçen AlphaGo’yu geliştiren DeepMind bile yapamadı. 2018’de CASP’a ilk kez katılan DeepMind hezimet yaşadı.

Oysa 2020 başka bir açıdan da çok özel bir yıldı! Bilim insanları bu kez yarışmaya Covid 19’a yol açan Sars-COV-2 virüsünün bazı proteinlerini soktu. Kısacası yarışmayı kazanmak insanlığa doğrudan hizmetti. Sonuç olarak CASP 14’te AlphaFold2 yazılımı problemi çözdü ve proteinlerin üçte ikisini doğru öngörmeyi başardı. İşin garibi yapay zekanın gerçek protein gözlemleriyle çeliştiği durumlarda hangisinin doğru bildiğinden emin olamadık. X-ışını kristal ölçümlerde hata payı olduğunu söylemiştim. Belki de gözlemler yanlış ve protein katlamada yapay zeka haklıydı:

İlgili yazı: Gezegenler Güneş Çevresinde Nasıl Dönüyor?

 

Protein katlama ve öngörü kesinliği

AlphaFold2’nin öngörüleri çoğu zaman atomik ölçekte kesindi ve aminoasitlerdeki tek tek atomların yerini öngörüyordu. Bundan iyisi can sağlığı! Nitekim sonuçları duyurdukları zaman bilim inşaları ilaçbilim, tıp ve biyoteknolojide açılan yeni çığır karşısında şaşkınlıklarını gizleyemediler. Yapay zekanın peyderpey gelişeceğini ve bu işin uzun yıllara yayılacağını sanıyorlardı. Oysa süper zekanın gelişi yazısında belirttiğim gibi kritik eşik aşılmış ve bir zeka patlaması yaşanmıştı. Artık protein katlama konusunda yapay zeka insanlardan zekiydi.

Yine de protein katlama problemini çözen şirketler arasında sadece DeepMind’ı sayarsak yanlış yaparız. DeepMind modern girişimci mantığıyla, bulduklarını kendine saklamadı. Bu bebek sektörün gelişmesi için sonuçlarını dünyayla paylaştı. Washington Üniversitesi, Seattle yerleşkesinden bir grup da bunları gördü. Arkalarında Google gibi büyük bir şirket ve en güçlü süper bilgisayarlar olmadığı için uluslararası destek alan ekip, RoseTTAFold adlı bir protein katlama yazılımı geliştirdi. Evet, bu adını Mısır hiyerogliflerini çözmemizi sağlayan antik Reşit taşının Latince isminden alıyordu.

AlphaFold2’den güçlü olan RoseTTAFold yapay zekası da proteinlerin dilini çözecekti… Sonuç olarak 15 Temmuz 2021’de DeepMind ve Seattle ekipleri sonuçlarını duyurdular. Böylece bir günde protein katlama simülasyonu yapmayı beceremeyen uygarlık olmaktan çıkıp iki güçlü yapay zeka seçeneğine kavuştuk. Öncelikle DeepMind insan vücudundaki hemen tüm proteinlerin katlanmasını gösteren sonuçlar yayınladı. Nitekim kanseri ve Corona virüsünü önlemek istiyorsanız kanserli hücrelerle virüslerin eseri olan proteinlerin diğer moleküllere bağlanmasını önlemek istersiniz.

Biyoteknolojinin büyük potansiyeli

Bunun için de suçlu proteinleri değiştirmek veya onları önleyecek yeni proteinler geliştirmek gerekir. Artık bunu bilgisayarda yapacağız. Yıllarca süren bir işi birkaç günde bitireceğiz. Ayrıca insan vücudundaki proteinler (bu durumda enzimler) zehirli ve zararlı kimyasal maddeleri kırar, adeta asit gibi eritir. Protein katlamayı çözerek kimyasal atıkları da çözen yapay proteinler üretip kanalizasyon suyunu ve fabrika atıklarını pahalı işlemler olmadan arıtabiliriz. Şimdi AlphaFold2 ve RoseTTAFold yapay zekasının protein katlamayı nasıl öngördüğüne bakalım:

İlgili yazı: 5 Soruda Paralel Evrenler

 

AlphaFold2 ve RoseTTAFold

Her iki yapay zeka da derin öğrenme kullanıyor. Derin öğrenmenin nasıl çalıştığını anlattığım için burada özet geçeceğim. Derin öğrenme YZ’leri insan beynindeki nöronların örgütlenmesini taklit eden algoritmalar kullanır. Bunlar tıpkı sinir hücreleri gibi ama hiyerarşik olarak birbirine bağlanır. Diyelim ki bir robotun eliyle kapı kolunu tutup kapıyı açmasını istiyorsunuz. Bunun için elini kaldırmak ve parmaklarla kapının kolunu kavramak gibi farklı aşamalar vardır. Derin öğrenme yapay zekası her aşamayı verimlilik açısından sonuçlara bakıp geri bildirimde bulunarak test edip öğrenir.

Her aşamayı yapmanın en iyi yolunu bulduktan sonra diğerine geçer. Böylece kolu, elini ve parmaklarını doğru kaldırmak gibi optimizasyon problemlerini çözer. Proteinlerin de eklemlerinden nasıl katlandığına tek tek bakar. Her katlamadan sonra diğer ekleme geçer. Böylece ne kadar uzun ve karmaşık olursa olsun binlerce aminoasit içeren bir proteinin nasıl katlandığını bulur. Sonra da proteinleri birer eklem gibi düşünüp milyarlarcasının nasıl birbirine bağlandığını bulur. Böylece organik kimyanın, fosil yakıtlar ve plastiklerin vazgeçilmezi olan polimerlerin bile simülasyonunu yapar.

Tabii ki bu anlattığım kadar kolay ve hızlı değildir ama sistemin temel çalışma mantığı budur. Öyle ki bütün derin öğrenme yapay zekaları birer optimizasyon algoritmaları kümesidir. Bunları yeterince protein katlama problemi çözdürerek eğitirsiniz. Sonunda algoritmalar proteinlerin kat yerlerini öğrenmekle kalmaz. Hangi proteine nasıl bağlanıp katlanacağını da öngörür. Bunun için tek yapmanız gereken doğru ve sağlıklı şekilde katlanmış proteinleri algoritmaya göstermektir. Nitekim AlphaFold2 ve RoseTTAFold yapay zekası 180 bin protein içeren Protein Veri Bankasıyla çalıştı. Tabii derin öğrenmeyi bazı algoritma hileleriyle de iyileştirdi:

İlgili yazı: Dünyadaki En Ölümcül 5 Toksin Nedir?

 

Protein katlama simülasyonu nasıl yapılır?

Öncelikle proteinlerin dinamik katlandığını hatırlatayım. Bir protein tek başına farklı katlanır, sıcaklığa göre farklı katlanır ve diğer kimyasal maddelerin yanında farklı katlanır. Ayrıca proteinler birbirine göre de farklı katlanır ve bunların hepsini hesaba katmak gerekir ki bunun için şablonlar kullanırsınız. Örneğin bir aminoasidin normal şartlarda bobin gibi sarılıp sarılmayacağı veya kurdele gibi kıvrılıp kıvrılmayacağına bakarsınız. Hatta bir ilaç proteinin ne şekilde olması gerektiğine dair tahminlerinizi algoritmaya sunarsınız. Sonra yapay zeka bunları dener.

M87 galaksisinin merkezindeki süper kütleli kara deliğin fotoğrafını da böyle çektik. Bu kara deliğin neye benzediğini bilmiyorduk ve o kadar uzaktan görmemiz imkansızdı. Bu sebeple Dünya’daki birçok teleskopu birbirine bağladık ve onları kullanan yapay zekaya ne görmeyi beklediğimizle ilgili bilgi verdik. Teorik bir kara delik şekli ve gaz akışı belirleyip yapay zekaya bu tür şeylere bakmasını öğrettik. O da çok sayıda gözlemi birleştirerek gördüklerini yorumladı ve aslına uygun bir kara delik resmi üretti.

AlphaFold2 de böyle çalışıyor ki aslında birkaç nöral network kullanıyor. Bunlar karşılıklı olarak birbirini veriyle besleyip iki aşamada sonuçlarını düzeltiyor. İlk network bir aminoasit dizisinin hangi eklemlerden katlanacağına bakıyor. Sonra bu kat yerlerindeki aminoasitlerin molekül üzerinde birbirine ne kadar uzak olduğunu ölçüyor. Ardından genel yapıya dikkat eden diğer nöral ağ devreye girip molekülün 3B yapısını çiziyor ve gerekirse son aşamada düzeltme yapıyor. Peki RoseTTAFold neden AlphaFold2’den becerikli çıktı? Çünkü sisteme üçüncü bir nöral ağ ekledi:

İlgili yazı: Varlık Felsefesi: Sandalyeler Gerçekten Var mı?

 

Protein katlama ve RoseTTAFold

RoseTTAFold proteinin üç boyutlu yapısını çıkarırken sadece bir boyutlu ve iki boyutlu çizim yapan nöral ağlarla sınırlı kalmıyor. Aminoasitlerin molekül zincirindeki yeri ve kat yerini üç boyutlu olarak takip ediyor. Böylece protein katlamasını daha kesin öngörüyor. Üstelik bunda sadece protein bankasından yararlanmıyoruz. Aynı zamanda evrimsel biyologlar, insanlardaki proteinlerin nasıl evrim geçirdiğine bakıyor. Böylece evrimde birbirine yakın proteinleri algoritmaya bildiriyor. Sonuçta kaş yapayım derken göz çıkarmayan, gerçek ilaç olacak proteinler geliştirmek potansiyel olarak mümkün oluyor.

Nitekim iki proteinin birbiriyle yakın ilişkili olduğunu bilirseniz birinin katlanmasına bakarak diğerinin nasıl katlanıp bağlanacağını öngörebilirsiniz. Bir de tabii güçlü algoritma ile kesin algoritma arasında fark var. Mesela RoseTTAFold, AlphaFold2 kadar isabetli sonuçlar vermiyor ama çok hızlı sonuç alıyor. Saatlerce süren bir işi birkaç dakikada yapıyor. Gerçi dediğim gibi, bunun sebebi DeepMind’ın Google süper bilgisayarlarına sahip olmamasıdır. Öte yandan AlphaFold2’den çok daha iyi olduğu bir şey var. Sadece aminoasitlerin değil, proteinlerin birbirine nasıl bağlandığını ve bağlanırken nasıl katlandığını öngörmek… Zaten polimerlerle çalışmak ve ilaç geliştirmek istiyorsanız asıl bunu bilmeniz lazım.

Bunu başarmanın hilesi ise yalnızca aminoasitlerin kat yerlerine bakmak değildir. Aynı zamanda birbirine bağlanırken nereden kopup açıldıklarına bakmaktır. Böylece aminoasit zincirlerinin kendi içindeki etkileşimini de hesaba katarsınız. Öte yandan yapay zeka insan biyolog ve farmakologların yerini almayacaktır. Bir kere insan sağlığı salt yapay zeka kararına bırakılmayacak kadar ciddi bir iştir. Yapay zeka sadece ilaç molekülleri geliştirmekte önerilerde bulanacaktır. Örneğin ilaç için önce şu molekülü deneyebilirsiniz diyecek ama son kararı insanlar alacaktır.

İlgili yazı: Elektron Spini Maddeyi Nasıl Oluşturuyor?

 

Protein katlama için sonsöz

Ayrıca yapay zeka kırtasiye işlerini üstlenecek. Bu sayede boş vakti kalan biyologlar yapay zekanın önerdiği moleküllere çalışıp gerçek ilaç moleküllerini geliştirecekler. Son olarak DNA, RNA, aminoasit ve protein ilişkisinin çözülmesi virüslere karşı aşı geliştirmeyi de hızlandıracak. Bugün bir aşı geliştirmek üç yıl sürüyor. Oysa küresel ısınma, artan nüfus yoğunluğu ve çevre kirliliği gibi nedenlerle neredeyse her ay salgın çıkacak yıllara yaklaşıyoruz. Klasik aşı geliştirme tekniğiyle virüslerle yarışamayız. Buna karşın protein katlama teknolojisi anlık aşı geliştirme yeteneği kazanmak anlamına geliyor.

Gelecekte yeni varyantlara karşı kendini güncelleyen ve proteinleri yeniden yazdıran aşılar geliştirmek mümkün olacak. Hatta her insanın bünyesi farklı olduğu için kişiye özel aşı ve ilaç geliştireceğiz. Bu sebeple kanser tedavisinden Haşimato, Koah, Alzheimer ve Parkinson hastalığına dek mucize tedaviler 2050’lere dek hızla yaygınlaşacak. Bizzat insan bünyesinin bakteri ve virüslere karşı kendini otomatik olarak aşılamasını sağlayacak olan genetik değişiklikler yapılacak.

Siz de DNA Tabanlı Biyolojik Bilgisayar ve Robotlar Geliyor yazısına şimdi bakabilir ve kuantum biyoloji sayesinde hayat neden var diye sorabilirsiniz. Biyoprinter ile biyolojik ışınlamayı görüp Y kromozomunun neden kaybolduğu ve erkeklerin sonunu merak edebilirsiniz. Dünyadaki en tehlikeli 5 kimyasal madde ve en zehirli 5 toksine bakabilirsiniz. Kendinizi cesur hissediyorsanız DNA testi yaptırarak neler öğreneceğinizi ve insanı şempanzelerden ayıran yüzde 4 DNA’yı görebilirsiniz. Hızınızı alamayarak beyin-bilgisayar arayüzleri nasıl çalışır diye sorup çöp DNA ile yaşlanmaya da göz atabilirsiniz. Hatta 15 milyon yıl süren pandemiyi inceleyebilirsiniz. Bilimle ve sağlıcakla kalın.

İnsan kanıyla Mars’ta beton ev yapacaklar!


1Highly accurate protein structure prediction with AlphaFold
2Accurate prediction of protein structures and interactions using a three-track neural network
3Improved protein structure prediction using predicted interresidue orientations
4AlphaFold: a solution to a 50-year-old grand challenge in biology

Varlık Felsefesi: Sandalyeler Gerçekten Var mı?

Varlık felsefesi nedir? Nesneler gerçek mi, yoksa insan icadı mı? Fiziksel nesneler var mı? Peki hangisi önce gelir? Varlık mı, oluş mu ve sandalyeler gerçekten var mı? Kavramlar gerçek mi; yoksa dünyada gördüğümüz, algıladığımız olaylara, nesneler ve olgulara verdiğimiz birer isim mi? Peki ya varlıkta bütünsellik? Bir şey nerede başlar ve nerede biter? Örneğin yediğiniz besinler ne zaman ayrı birer besin kaynağı olmaktan çıkıp bedeninizin bir parçası olur? Başlangıç ve sonu ayıran çizgi “baştan” belli midir? Yoksa insanlar kendi algıları ve kültürlerine göre kendi çizgilerini mi çeker? İşte bütün bu sorularla felsefenin ontoloji, yani varlık felsefesi ilgilenir. Öyleyse biz de soralım. Sandalyeler var mı, yoksa bunlar zihnimizde uydurduğumuz bir algı mı?

Varlık felsefesi için gerçeklik nedir?

İşimiz fiziksel ve nesnel gerçeklik olsa bilimin buna net bir yanıtı var. Bu size yeni haber gibi gelebilir ama son 10 yılda fizikçiler fiziksel nesnel gerçekliği gayet net tanımlıyor. Üstelik bu deney ve gözlemlerle kanıtlanmış bulunuyor. Neyse ki gerçeklik fiziksel gerçeklikten ibaret değildir. Her şeyden önce fiziğin altında yatan temel olarak metafizik var… Kırmızıyı sevmenin bilimsel açıklamasıyla kişiye özel kırmızıyı sevme duygusunun “kendindeliği” gibi psikolojik metafizik var.

Hatta doğada, kendi iç dünyamız ve çevremizde anlamadığımız olaylara gizemli duygular yükleyip geliştirdiğimiz mistisizm (gizemcilik) var. Örneğin kişisel mistisizm kendimizi kandırmak veya kendimizle sevdiklerimiz için beslediğimiz samimi ama sözlere dökülmemiş duygular olabilir. Bence dışavurumcu Bukowski’den daha iyi bir örnek olan Baudelaire’in şiirleri bu tarz mistisizme en iyi örneklerden biridir. Onu yazmaya iten basit duygulanımlardır. Mistisizme dinsel anlam yüklersek bu yapıntıyı şamanlıktan tek kitaplı dinlere genişletebiliriz. Oysa Varlık felsefesii anlatmak için listeyi biraz daha uzatacağım:

Edebiyat, sanat, felsefe, politika, tarih, kültür, ideoloji, kişilik, benlik, zihin, bilinç, toplum, devlet, bürokrasi gibi gerçeklikler var. Hatta gelecekte insan gibi düşünebilen yapay zeka veya bizden zeki süper zekayla bir de bunların yazılım ve robot versiyonunu yapmayı umuyoruz. İşte arkadaşlar felsefede Varlık felsefesi bütün bu gerçekliklere tek bir soru sorar: Varlık nedir?

İlgili yazı: Kodlama İçin En Gerekli 16 Programlama Dili

 

Varlık felsefesi için varlık nedir?

Varlık bizim fiziksel şeyler ve onlarla yaptığımız şeyler hakkındaki algılarımız, duygu ve düşüncelerimizi örgütlediğimiz ama özünde gerçek olmayan bir kavram mıdır? Yoksa bir şey fiziksel gerçekliği olmasa da gerçek olabilir mi? Örneğin telefonunuzun donanımı içindeki yazılımla ilgili hiçbir şey söylemez. Buna karşın Facebook uygulaması ile ekranda geçici olarak bir fotoğrafı görüntüleyebilirsiniz. O zaman elinizde telefon olduğunu bile unutursunuz. Sadece siz ve fotoğraf vardır.

Hatta sabahın köründe esinlenerek yazdığım şu yazıda olduğu gibi bazen yaptığınız işe dalıp kendinizi bile unutursunuz. Öyleyse gerçeklik nedir ve sandalyeler gerçekten var mı? Bu soruyu eski filozoflara değinerek ama tabii ki yeni bilimsel gelişmeler ışığında, modern felsefedeki Varlık felsefesile yanıtlamaya çalışacağım. Belli ki yazıda postmodern bir tutum takınacağım. Her ne kadar yeni modernliğe (çağcıllığa) yakın bir görüşüm olsa da kuantum mekaniği Varlık felsefesiin temelini dinamitledi. Bu sebeple varlık ve gerçeklik sorularını postmodern açıdan ele alma zorunluluğu doğdu:

Ne zaman ki kuantum mekaniği, Heisenberg’in belirsizlik ilkesiyle oluş varlıktan önce gelir, sabit ve değişmez nesneler yoktur dedi, işte o an Platon’un Parmenides diyaloğu çuvalladı. Genç Platon, Phaidon diyaloğuyla yaşlı Platon’u yendi. Evet, fiziksel olarak varlık yoktur. Sadece oluş vardır; çünkü bir şeyi değiştirmeden ölçemezsiniz. Bir şeyi değiştirmeden etkileşim kuramazsınız. Hem nöroloji hem psikoloji hem de zihin felsefesinde düşüncelerimizin geçici ve uçarı olduğunu zaten biliyorsunuz. Eh fizikte oluş hakim, düşünceler de son derece dinamiktir… Öyleyse geriye değişmeyen ne kaldı?

İlgili yazı: Düz Dünya Teorisini Çürüten 12 Kanıt

 

Değişmeyen tek şey değişmenin kendisi

Peki değişmeyen bir şeyler olması veya bunları tasarlamak şart mı? Şimdi ahlak felsefesi filozofları ve iş etiği uzmanlarının “Olur mu öyle şey hocam? Ya çalmayacaksın, yolsuzluk yapmayacaksın, öldürmeyeceksin gibi ahlak ilkeleri ne olacak?” diye sormasını bekliyorum. Oysa ahlak ilkeleri evrensel değil ki! Din adına kafa kesen Talibanla, Atatürk’ün Hindistan’ın gönderdiği parayı “Yarın öbür gün bunlar bizden bir şey ister” diye aynen iade ettiğini düşününün. O zaman ahlak ilkelerinin kişiden kişiye, toplumdan topluma değiştiğini görürsünüz. Elbette prensipli olmalıyız ve etik değerlere inancım tam. Oysa en içten ve kökten doğrularınız bile aile kültürünüzle eğitiminize bağlıdır. Yine de kaygılanmayın!

Bu yazıda varlık bilimini çok temel olarak ve kökünden ele alacağız. Evet, konuyu maşallah Giresun ev baklavası yufkası gibi açtım ancak aslında o kadar ayrıntıya girmeyeceğiz. Bu yazıda bilgi nedir diye sormak yerine; bilginin öznesi, yani karşılık geldiği şey nedir? Varlık ve gerçeklik nedir diye soracağız. Bir de gerçekliğin varlıktan önce geldiğini seziyorum postmodern tutumda… Oysa bu soruları günlük hayattan örneklerle ve özellikle psikolojiyle yanıtlamaya çalışacağım; çünkü gerçekliğin, en azından bildiğimiz gerçekliğin algıdan ibaret olduğu kanısındayım. Bir şeyin algısı aslına ne kadar uygundur veya bu durum algıladığımız şeyin yalan, fani olduğunu gösterir mi gibi sorulara odaklanacağım. Sabah sabah kekik suyu içmek gibi acayip zihin açıcı bir yazı olacak. Hazırsanız başlıyoruz!

İlgili yazı: Gerçek Adem: ilk insan ne zaman yaşadı?

Sıradan nesneler.

 

Sandalyeler var mı?

Filozoflar sandalye, çatal bıçak, ayakkabı, kalem gibi günlük hayatın bir parçası olan nesnelere SIRADAN NESNELER der. Sıradan nesnelere taş parçası, döküntüler, dal parçaları, kum taneleri vb. dahildir. Buna karşın evren gibi karmaşık nesneler hariçtir. Oysa sıradan nesnelerin sınırlarını çizmeye çalıştığımızda bulanıklaşırlar. En basitinden sandalyenin atomlardan oluştuğunu biliriz. Peki sandalyenin üstündeki rutubeti oluşturan atomlar sandalyenin bir parçası mıdır? Yoksa dışında mı kalır? Kuantum mekaniğine göre rutubet atomları, sandalyenin yüzey atomlarıyla dolanık olabilir!

Dolayısıyla sandalyenin sınırlarını onun fiziksel varlığından çok, biz insanların algımızla çizdiğini söylemek yerinde olur. Peki bu ayrımları yapmak neden gereklidir? Bilgi sahibi olmadan fikir sahibi olmamak için… Belki bu yazının sonunda dünyaya bakış açınızı değiştirecek ya da tersine ben haklıymışım diyeceksiniz. Her iki durumda da neden o fikre sahip olduğunuzu bilmek, böylece özgürleşmek istemez misiniz? O zaman evren simülasyon mu konusuna da kısaca geçelim. Simülasyon argümanını bilim felsefesinde birkaç yazıda ele aldım.

Bu yazılarda hem evrenin simülasyon olduğunu ve hem de olmadığını savundum. Bunları bir yandan tarafsız olmak ve diğer yandan konuya çalışırken iki sonuç arasında gidip gelen düşüncelerimi ekrana dökmek için yazdım. Siz de nesnelerin sınırlarını çizmeye çalıştığımızda bulanıklaşırlar sözünden yola çıkarak yaşadığımız dünyanın bir rüya olduğunu düşünebilirsiniz. Belki de sandalyeler ve diğer eşyalar, nesneler yok… ama yıllardır var olduklarını hayal ediyoruz. Belki de bu benzeştirilmiş gerçeklik, bizi köleleştiren ve Matrix dünyasında organik pil olarak kullanan robotların eseridir?

En temel Varlık felsefesi sorusu

Bu görüş en azından fizik bilimi açısından safsatadır. Bu safsata kuantum alan kuramında çok ciddi bir konu olan holografik ilkeden türer. Bu ilkeyi yanlış anlatıp sömüren spiritüalist şarlatanların bu sayede ne kadar çok para kazandığını bilseniz şaşarsınız. Oysa simülasyon argümanının altında çok daha derin bir ONTOLOJİK soru yatıyor. Öyle ki sandalyeler gerçek mi diye sormadan önce şunu yanıtlamak zorundayız: Sandalye gibi bir şeyin ister hayal ürünü olsun ister fiziksel gerçeklik taşısın herhangi bir nesnenin “bir şeyden, bileşenlerden” yapılmış olması mümkün müdür?

İlgili yazı: Yıldızlar Ne Kadar Yaşar ve Nasıl Ölür?

 

Varlık felsefesi ve turna origamisi

Öncelikle içinizin rahat etmesi için baştan belirteyim… Bu yazıda felsefe tarihindeki o anlı şanlı sistematik felsefe kurgularına girmeyeceğim. Konuya fonksiyonel açıdan bakarak yapısöküm yapacağım. Nitekim önce bir şeyin başka bir şeyden yapılmış olması mümkün mü sorusunu yanıtlayalım. Sonra istediğiniz felsefeyi geliştirirsiniz. Bu soruyu cevaplamadan varlık vardır oluş yoktur veya tersine oluş vardır, varlık yoktur ya da tanrı var veya yoktur gibi önermelerle felsefe yapmak imkansızdır. Bu açıdan da postmodern duruş sergileyerek üniversitelerimizdeki klasik felsefi öğretiminin dışına çıkacağımı anlıyorum. Felsefe öğretim sisteminin güncellenmesi gerekiyor.

Mesela turna origamisi

Kağıttan turna origamisi yapın. Bu bir turna origamisi midir, yoksa turna ve kağıttan oluşan ikili bir nesne midir? Ne aptalca! Tabii ki turna origamisi dediğimiz tek bir şeydir. Kağıttan yapılmış bir turna kuşudur. Peki kağıdı kat yerlerinden açarsak turna nereye gider? Turna ile kağıt tümüyle özdeş olsa, yani ayni özden yapılsa her şeyi ortak olurdu. Oysa öyle değil: Kağıdı açınca turna yok oluyor ama kağıt kalıyor. Ayrıca turna origamisini siz yapmış olabilirsiniz ama origami seven bir kağıt fabrikatörü değilseniz büyük olasılıkla kağıdı siz yapmadınız. Patron da olsanız elinizle birebir yapmadınız. Dahası kağıt turnadan önce vardı. Bunlar hem aynı şey hem de iki ayrı şey gibidir.

Felsefede kağıttan yapılma turna kuşu tarzındaki ilişkiye OLUŞTURMA (constitution) denir. Gerçi bu oluşturma nesneyle bileşenleri arasındaki birebir ilişkiyi gösterir ama turna origamisinde “bir şeyden yapılma” anlamında başka bir oluşturma türü daha vardır. Sonuçta kağıttan turnanın kağıdı da atomlardan oluşur. Atomlar elektron, proton ve bazen nötronlardan; protonlarla nötronlar da kuarklardan oluşur. Biz de bir nesneyi oluşturan bileşenler arasındaki birebir ilişki yerine, bir nesnenin birçok şeyden oluşmasına BİLEŞİM (composition) deriz. Şu bileşim işine yakından bakalım:

İlgili yazı: Evrenin En Büyük Yıldızı UY Scuti mi?

 

Varlık felsefesi ve kuantum alan kuramı

Kuantum fiziği “parçacıklar aynı zamanda dalgadır, kuantum alanlarındaki titreşimlerdir” diyerek bize çok acımasız davranır. Temel parçacıkların bile sanal ya da gerçek kuantum alanları arasındaki İLİŞKİSEL ETKİLEŞİMDEN türediğini gösterir. (İlişkisel etkileşim terimini ben uydurdum ama teorik fizikteki olası bir karşılığı için Amplituhedron Teorisine bakınız). Demek istiyorum ki maddenin neden yapıldığını tam olarak bilmiyoruz. Buna rağmen filozoflar maddenin daha fazla bölünemeyen en küçük bileşenlerine BASİTLER (simples) der. Bunu Demokritos’un atomlarıyla karıştırmayın.

Kanatlı at gibi hayal ürünü nesnelerin ve annenize duyduğunuz içten, kayıtsız koşulsuz sevginin bile temel bileşenleri olabilir. Dolayısıyla basitler, fiziksel gerçekliğin bildiğimiz en temel bileşimleri olan temel parçacıklar ve onların oluşturduğu atomlardan daha genel bir terimdir. Basitler metafizik nesnelerin de temel bileşenidir. Dikkatli okurlar belki çoktan fark ettiler ama sandalyeler gerçek mi diye sorarken, tahta sandalyelerin bile fiziksel değil metafizik nesneler olduğunu öne sürüyorum. Bu sonuca daha yolumuz var ama kafamız karışmasın diye baştan yönlendirdim.

Basitlere geri dönersek

Bunların altyapısı yoktur. Bakın bu kanalizasyon altyapısından farklı bir şeydir. Basitler bir nesnenin oluşturulmasında neden–sonuç ilişkisiyle değerlendirilemez. Bunları uzayzamanda nedenselliğe oturtamazsınız. Kategorik bir sıralandırmada altta veya üstte yer almazlar. Basitler Kant’ın a priori önermeleri ve aksiyomlarıdır. İlişkisel etkileşim teriminden kastettiğim budur.

Öte yandan, fiziksel nesnelerin basitleri temel parçacıklar olup bunlar altta yatandır hocam diyebilirsiniz. Gerçi atomik dünyada altı ve üstü tanımlamanızı çok isterim. Ne de olsa atomik dünya uzay boşluğudur. Ne altı ne üstü ne de belirli bir yönü vardır. Dahası fiziksel nesne olarak düşündüğümüz sandalye bile aslında metafizik bir nesneyse bu nesnenin fiziksel bileşeni olan parçacıklar da felsefedeki en temel bileşen olan basitler olmayacaktır.

Artık sandalyeler gerçek mi diye sormanın zamanı geldi. Yukarıdaki önermem şudur: Hiçbir nesne fiziksel değildir. Nesnelerin fiziksel bileşenleri olabilir. Sandalyenin atomları gibi ama nesneler fiziksel olamaz. Nesnelerin basitleri temel parçacıklar değildir. Çok iddialı demeyin lütfen; çünkü biz daha temel parçacıkların ne olduğu ve nasıl oluştuğunu bilmiyoruz. Yine de iddialı bir önerme; çünkü en temel parçacıkları bulsak bile nesneler fiziksel olmayacaktır. Devamını böyle okuyalım:

İlgili yazı: Gezegenler Güneş Çevresinde Nasıl Dönüyor?

 

Varlık felsefesi ve parça-bütün

Felsefede bir şeyin ondan daha küçük bileşenlerden oluştuğu fikrine İNDİRGEMECİLİK deriz (reductionism). Oysa bazı filozoflar her küçük bileşenin daha küçük başka bileşenlerden oluştuğuna inanır. Nesnelerin, maddenin sonsuz sayıda ve sonsuz küçüklükteki daha küçük alt parçacıklardan oluştuğu görüşüne YAPIŞIK (gunky) evren tasarımı deriz. Bu iki yönlüyse; yani bizler ve bizden büyük olan gezegenler de daha büyük bir bütünün parçasıysa işler değişir. Bir şey ne kadar büyük olursa olsun daha büyük bir başka bir şeyin bileşeniyse durum değişir. Yaşadığımız evrenin daha büyük çoklu evrenin bir parçası olduğu bu tasarıma felsefede IVIR ZIVIR (junky) evreni deriz.

Oysa bunlar en genel tanımlardır. Sandalye gibi sıradan nesnelerin daha küçük şeylerden yapıldığı görüşü son derece yaygındır. Buna da VARLIKBİLİMSEL İNDİRGEMECİLİK deriz. Oysa bu, sandalyenin sonsuz küçüklükteki sonsuz bileşenden oluştuğu anlamına gelmez. Zaten yapışık evrenin en büyük zaafı ilk neden sorunudur. Her temel bileşenin daha temel bileşeni varsa her sebep de aslında daha temel bir sebebin sonucudur. Böylece ilk nedene asla ulaşamazsınız. Nedenler silsilesi sürüp gider.

Kuantum indirgemecilik

Bu bağlamda kuantum alan kuramının fizikteki indirgemeciliği sarstığını belirtmek isterim. Bilimsel açıdan indirgemeciliğin bilimi boş inançtan ayırmaktaki rolü inkar edilemez. Oysa parçacıkların kuantum alanlarındaki titreşimler olduğunu söyleyen modern kuantum alan kuramı formalizmi, en azından bilimde indirgemeciliğin sınırlarına geldiğimizi gösteriyor. Bu açıdan bilimde belki de ilk neden sorunu yoktur. Fizikte tanrı var mı yazısında dediğim gibi, kuantum alan kuramıyla evrenimizin yaratıcı olmadan, kendi kendine oluştuğunu gösterebiliriz ama bu başka sorun doğurur:

Evrenin kendi başına oluştuğunu öne süren teoriler bunun için çoklu evrenler gibi sonsuz karmaşıklıktaki nesneler öngörür. Evrenin sonsuz karmaşıklıkta olmadığını biliyoruz. Öyle ki nispeten basit bir şeyi sonsuz karmaşıklıktaki başka bir şeyle açıklamak bizim sorunumuzu çözmez. Tanrı sonsuz karmaşıklıktadır; çünkü bilgisi sonsuzdur ve her şeyi gücü yeter. Halk arasındaki bu yaygın inanç sonsuz karmaşıklık sorununa yol açıyorsa tanrıyı çoklu evrenle değiştirmek sorunu çözmeyecektir. Özetle çoklu evren, kozmik enflasyon ve kuantum çoklu dünyalar teorileri ıvır zıvır evren sınıfına girer. Bu görüşte sandalyeler gerçek mi yerine, evren gerçek mi diye sorarsanız konu dışına çıkmadığımızı görürsünüz:

İlgili var: Güneş Fırtınaları Nedir ve Ne Kadar Tehlikelidir?

 

Varlık felsefesi ve bütünün parçaları

Varlıkbilimsel indirgemeciliğe göre BÜTÜN, PARÇALAR TOPLAMINDAN FAZLA DEĞİLDİR. Klasik modern görüş de böyledir. Her ne kadar klasik fizik bu kadar iddialı olmasa da çağcıllar bilimle her şeyi açıklayabiliriz der. Oysa bırakın alan kuramını, şu bizim kağıttan turna origamisi bile bu önermeyi yanlışlıyor. Turnanın kağıttan yapılmasına rağmen kağıttan farklı bir şey olduğundan söz ediyorum. Turna origamisi düz kağıdın tek başına yapamayacağı bir şeyi yapar. Gerçek hayattaki turna kuşuna karşılık gelir. İngiliz filozof Whitehead’in dediği gibi BÜTÜN, PARÇALAR TOPLAMINDAN FAZLADIR.

En iyisi devam etmeden önce var olmanın ne olduğu konusunda anlaşalım. Sandalyeler var mı sorusunda çok işimize yarayacak. Bir şeyin var olması için ondan en az bir adet olması gerekir. Mesela kurgu yapıtlar ve söylencebilimde kanatlı at var mı diye sorarsak yanıtı evettir. Yok gerçek dünyada, fiziksel bileşenleri olan nesneler arasında kanatlı at var mı diye sorarsak yanıtı hayırdır. Oysa bu ikinci yanıtı daha da sınırlandırmak gerek. Neden mi? Diyelim ki dizüstü bilgisayarımın ekranında dijital bir kanatlı at (pegasus) illüstrasyonu görüntülüyorum. Bu dijital görselin de fiziksel bileşeni var: Bilgisayar…

Varlık felsefesi ve kanatlı atlar

O sebeple ikinci yanıtın doğru ifadesi şudur: Dünya gezegenindeki evrim sürecinde kendiliğinden ortaya çıkan kanatlı at yoktur. Doğal kanatlı at yoktur. Robotlar ve sanal gerçeklikle yapay, yani insan eseri kanatlı atlar olabilir. Bu konuda anlaşıyorsak sandalyeler konusunda da anlaşabiliriz. Sandalyeler vardır! Demek ki sandalyeler gerçek mi aslında daha derin bir soruymuş. Bu soruyu sandalyeler 1, 2, 3 sandalye diye sayabileceğimiz tekil nesneler midir? Ve sandalyeler fiziksel nesneler midir? VE fiziksel nesneler var mıdır diye üçe bölmek gerekiyormuş. Neyse! En azından sandalyeler var diyebildik!

İlgili yazı: Yerkabuğu Nasıl Oluştu ve Kıtalar Neden Kayıyor?

 

Varlık felsefesi nedir?

Bir daha filozoflar ne yapar hocam derseniz İstanbul Üniversitesi felsefe mezunu biri olarak söylüyorum: Filozoflar bunun gibi analizler yapar. Ne diyelim? Herkesin sevdiği bir şey var. Peki ya elma? Hemen bir yeşil elma ısırıyorum. Hem tatlı hem ekşi bu. Felsefede tatlı ve ekşi gibi şeylere ÖZELLİKLER (properties) deriz. Bunlar bir şeyin neye benzediğini söyler. Bu tür özellikleri fark edip paylaşarak elmadan ne anlamak gerektiğini başkalarına aktarırız.

Bu da elmanın ne olduğu konusunda insanlarla az çok anlaşmamızı sağlar. Özellikler olmasa nesneleri birbirinden ayıramazdık. Özellikler olmasa nesneleri tanımlayamazdık. Felsefede EYTİŞİK (diyalektik) görüşün temeli budur. Nesneleri başka nesnelerden ayırt ederek ve benzerliklerini göstererek tanırız ve tanımlarız. Ayırt etmeye ÇÖZÜMLEME (analiz) ve benzetmeye de BİLEŞTİRİM (sentez) deriz. Tanımladığımız nesneleri adlandırırız. Örneğin elma deriz. Elmanın tatlı olması ise bir sıfattır (önad veya nitem). Kısacası isimler niceliklerle ve özellikler de niteliklerle ilgilidir. Buna geleceğiz ama…

Şuna dikkat: Herkes her şeye bir ad koyabilir. Mesela benim adım Kozan. Merhaba! Tanıştığımıza memnun oldum. Peki Kozan size benim hakkımda ne söylüyor? Sadece Adana’nın Kozan ilçesinden olduğum gibi yanlış bir bilgi verir ve bir de Türk olabileceğimi ima eder. Oysa beni tanımak için özelliklerimi, niteliklerimi, sıfatlarımı bilmeniz gerekir. Örneğin fotoğrafıma bakarsınız. İşte Ortaçağ’dan beri adcıların (nominalistlerin) kavramlar içi boş isimlerdir ve nesnesiz var olamazlar demesinin sebebi budur. Nasıl ki eski çamlar bardak oldu, eski adcılar da şimdinin biçimcileri oldu (formalistler). Matematikte formalizmin kökeni için Hayat Oyunu: Gödel’in eksiklik teoremine bakabilirsiniz.

Sözün özü

Bazı adlar tutar. Mesela bir Instagram karikatürüne göre, “Benim adım Hıdır, elimden gelen budur” sözünü Orta Asya’da yaşayan Hıdır adlı bir atamız söylemiştir! Şaka bir yana, bir dile yerleşen isimleri sözlüklere koyarız. Şimdi adcılar gibi soralım: İsimler evrenin içindekileri gösteren bir envanter midir? Yoksa bizim uydurduğumuz şeylerin (kavramların, nesnelerin) envanteri midir? Evet, yine sandalyeler gerçek mi sorusu: Sandalyeler vardır ama gerçek olup olmadığı tartışmalıdır. En iyisi sonbahar depresyonuyla ah güzel tatil adaları diye hayal ederek ADALAR VAR MI diye soralım. Adalar var mı?

İlgili yazı: Okyanuslar Hakkında Yanıtını Bilmediğimiz 7 Soru

 

Varlık felsefesi açısından adaların varlığı

Hayır, hayır! Burada adalar var mı sorusunu adalar gerçek mi yerine koymuyorum. Çatır çatır adalar var mı, ada isminde bir nesne var mı ve varsa nasıl var diye soruyorum. Fiziksel olsun olmasın. Siz deli olduğumu düşünmeye başlamadan önce garajotolar var mı diye soralım. Hoppala! Garajotolar da nedir? Bu ismi ben uydurdum arkadaşlar ve şimdi neden uydurduğumu açıklayacağım. (Belki tutar). Adalar sözcüğü sözlükte yer aldığı ve/veya zamanında bir adaya gitmiş olduğunuz için adaların var olduğunu düşünebilirsiniz. Öte yandan garajotalar sormak istediğim soruyu çok daha iyi örnekliyor.

Bence garajın içinde duran bir otomobile garajoto denir. Hatta insaflı olmak için bu ismi kapalı garajda duran bütün motorlu kara taşıtlarına genişletelim. Detaycıyım ama o kadar değilim. Peki bu otomobil garajdan çıkarken hangi aşamada garajoto olmaktan çıkıp otomobil olmaya başlıyor? Aracın yarısından fazlası dışarı çıkınca mı? Peki tümüyle garajdan çıkmadan önce, kısa süre için hem otomobil hem de garajoto mu oluyor? Peki ya araç sahibi geri geri giderek garaja girmeye karar verirse? Mesela üç gün sonra geri dönerse garajoto da geri mi gelecek? Peki ya garaja girip çıkan diğer araçlar?

Garajotolar ve adalar

Şimdi diyeceksiniz ki saçmalamayın hocam! Garajın içinde olmak bir otomobilin sahip olabileceği bir ÖZELLİKTİR! Bundan isim uydurmayın. Hop! Geldiniz mi adcıların sözüne? Kavramların içi boştur ve onlara verdiğimiz isimler, bu isimlerin özellikleri olmadan anlamsızdır. Oysa garajoto özelliği elmanın tatlı olması gibi tözsel değil; ilineksel, yani bağlamsal bir özelliktir. Başka bir şeyle ilişkili olan bir özelliktir. Bu durumda aracın GARAJ denilen belirli bir yerde olmasıyla ilgilidir. Demek ki sandalye, kuş, insan, Kozan gibi nesneler tek başına değil, ancak bağlamsal olarak var olabilir. Acaba öyle mi? Buna biraz daha bakalım. Mesela nihayet adalara gidelim:

İlgili yazı: Yerkabuğu Nasıl Oluştu ve Kıtalar Neden Kayıyor?

 

Varlık felsefesi ve Heidegger

Adalar suyun içinden çıkan ve diğer karalara bağlı olmayan kara parçalarıdır. Bunlar garajoto gibi hayal gücümün ürünü değildir. Garajoto gibi geçici de değildir. En azından insan ölçülerine göre gayet kalıcıdır. İsimleri sözlüğe girmiştir ve benim bir bağlama verdiğim garatjoto isminin tersine, bunlar fiziksel bileşeni daha kesin olan nesnelerdir. Öyle mi? Oysa adalar da bağlamsaldır. Mesela Dünya’nın okyanusları Mars gibi kurusa adalar da tepelere dönüşürdü. Adaların bağlamının garajoto bağlamından daha net, fiziksel ve kalıcı olması sizi bu iki nesnenin farklı olduğunu düşünmeye yöneltmesin. Peki ya elmanın tatlı olması?

Bu tözel bir özelliktir, ilineksel değildir dedim ama yanlış söyledim. Elmanın tatlı olması bir insana göredir. İnsanın tat alıcıları ve beynine göredir. Tatlılık insan olmadan nedir? Bir köpek tatlıyı bilse bile elmadan aynı tadı alıyor mu? Köpeğin tatlısıyla insanın tatlısı aynı şey mi? Peki ya yaşlıların tat alma duyusunun azalması sebebiyle yemekleri eskisi kadar lezzetli bulmaması? Hiç öteye gitmeyin! Örneğin annem… Annem aynı anne ama tat alma duyusu eskisi gibi değil. Dahası elmalar uzaylılar için zehirli olabilir. Hatta uzaylı için elma zehirli olduğundan değil, tat alıcıları farklı olduğundan acı olabilir. O uzaylı benim gibi acıyı seviyorsa elmayı acı biber yerine yiyebilir.

Kısacası tatlı olmak da bağlamsal

Artık Heideger’in DASEIN kavramıyla ilgili bir şey söylemek istiyorum. Bazıları dasein’dan Ortaçağ filozofları gibi bir tür ipseitas (kendinde varlık) anlar. Onlara göre örneğin Apollon tapınağının bir kendindeliği vardır. İnsan türünün soyu tükendikten sonra bir uzaylı dünyaya gelince bu kendinde varlığı görür. Heidegger’in dasein’ı bu anlamda kullandığını söylemeyeceğim. Tersine varlığın varlık kipi derken buna uzak olabilir. Yeri gelmişken: Bir gün bir hocam, Heidegger’i 20 yıl boyunca Almancadan kendi diline çeviren profesyonel bir çevirmen filozof bile onu anlayamaz, o kadar derindir demişti.

Bence bir profesyonelin bile 20 yıl anlayamadığı bir filozof ya ne dediğini bilmiyor ya da dediklerini iyi anlatamamıştır. İlki doğruysa oturup dediklerini inceler ve çözmeye çalışırız. Sonuçta bir filozof o kadar derin bir şey söyleyebilir ki onun bağlam ve açılımlarını çözmeye ömrü yetmeyebilir! Belki Heidegger öyle bir filozoftur. Oysa filozoflar mistik değildir arkadaşlar ve gizem yaratmazlar. Gizemleri çözmeye çalışırlar. Alman idealistlerine uzak durmamın sebebi de onların üstüne haklı haksız çöreklenen bu gizemcilik imajdır ama biz de sandalye gizemini çözmeye çalışalım. Bu kez ağaçköpeklere geliyoruz:

İlgili yazı: Evren Bir Simülasyon mu?

 

Varlık felsefesi için ağaç köpekler

Bir fotoğrafta ağacın yanında duran köpeğe ağaçköpek denir diye uydurdum şimdi. Bunun garajotodan ne farkı var derseniz… Garajotoda otomobille garaj işlevsel ve bağlamsal olarak ilişkilidir. Oysa köpek orada rastgele durur. Ağaçla aralarında hiçbir ilişki yoktur ama ağacın yanına denk gelmiştir ve fotoğrafını çekersiniz. Hatta yere eğilerek ve türlü kamera oyunları yaparak köpeği ağaca yakın veya uzak gösterebilirsiniz. Bu da önemli bir ayrıntı. Belki de köpek ağacın yanında bile durmuyor. Aralarında fiziksel yakınlık yok. Ağaç arkada kalıyor ve sadece siz bakarken ağaçla yan yanaymış gibi görünüyor.

Yine de insan zihni, bir ormanın kıyısındaki onca ağaca rağmen, köpeği belirli bir ağaca yakın olarak algılayabilir. O ağaçla gruplayabilir. Köpekle değilse kediyle, kediyle değilse çocukla ya da yere atılan bir kürekle mutlaka başınıza gelmiştir. Peki ya şu meşhur uzaylı yine gelse ve şansımıza “beni liderine götür” demek yerine (kime?), ağaçla köpeğe bakıp bize göre rastgele olan duruşu gerçekten ağaçköpek olarak adlandırsa? “Yanlış anladın sen onu kardeşim” diyebilecek misiniz? Adam uzaylı! Anlar mı anlar! Ağaçköpeklere uydurma diyorsanız işlevsellik bağlamını dikkate almakla birlikte şu resme de bakın:

Haydi ağaçköpek yoktur; çünkü bunların tek nesne olması için fiziksel yakınlık gerekir dediniz. Garajdaki otomobil garajın içinde ve sandalye oturma odasında. Dolayısıyla fiziksel yakınlık var ve onlar bir bütün dediniz. Peki resimdeki ne? Bu bikini arkadaşlar. Bikinin altı Şam’da ve üstü Bağdat’ta olsa bile buna bikini dersiniz. En, siz bu iki parçaya bikini deyip geçiyorsanız (bikinin altı ve üstü olduğunu bildiğiniz halde) neden benim gariban ağaçköpeğimi yok öyle şey küçümsüyorsunuz?

Merak etmeyin

Ben de ağaç köpeklere inanmıyorum. Bizim tekil nesneler dediğimiz şeylerin aslında bağlamsal olduğunu gösteriyorum. Bunları istediğimiz gibi, yani keyfi olarak gruplayabiliriz. Peki bütün nesneler geçici midir? Tekil nesneleri birbirinden nasıl ayırırsınız? Mesela bir sandalye ve iki sandalye gibi? Varlıkbilimsel gerçekçiler (ontolojik realistler) nesneleri her zaman ayırt edebileceğimizi savunur. Hatta daha da ileri giderek ağaçköpek diye bir şey olmadığını, köpek ve ağacın yakınlığının bunları tekil nesne yapmayacağını anlatabileceklerini düşünür. Yazının sonunda göreceğiniz gibi katıksız varlıkbilimsel gerçekçi değilim ama bu görüşü de kolay kolay yabana atamazsınız.

Mesela dünya dışı zeka varsa neye benziyor yazısına bakın. Termodinamik yasaları ve yerçekimi yasası gereği bir sopayı duvara dayamanın yolları bellidir. Uzaylımız kırkayak olsa bile insan eseri bir sopayı duvara dayamanın yolu değişmeyecektir ve uzaylımız insan kadar zekiyse… “Evet abi, benim insanlar gibi elim yok ama elim olsa ben de sopayı duvara öyle dayardım” diyecektir. Pekala… Buraya dek nesnelerin isimleriyle değil, özellikleriyle tanımlandığını gördük. Nesnelerin tözel değil, sadece ilineksel ve bağlamsal özellikleri olduğunu gördük. Bu özelliklerin de bakanın gözünde olduğunu gördük. Oysa söylediklerim yeterince net gelmiyor bana. Modern felsefede bağlamsallığı nasıl tanımlarız?

İlgili yazı: Elektron Spini Maddeyi Nasıl Oluşturuyor?

 

Varlık felsefesi için öz ve töz nedir?

Bunun için öz ve töz terimlerinin ansiklopedik tanımını yapalım arkadaşlar. Öyle ki postmodern felsefe yaklaşımında ne dediğimiz belli olsun… TÖZ (substance) ya da cevher, değişen yüklemlere desteklik eden değişmez gerçeklik; kendi kendisiyle, kendi kendisinde var olan anlamındaki felsefi kavramdır. Töz öznede değil, kendinde var olan ve bağımsızca kendi içinde var olandır.  Öte yandan ÖZ (essence), felsefede varlığın aslını kuran temel özellik, bir şeyin bireysel ve gerçek olan kendine özgü biçimidir. Öz yoksa o şey o şey olamaz. Örneğin elmayı elma yapan elmalılık özüdür.

Bu terimleri ilişkisel etkileşim tanımı üzerinden bağlamsal öze aktarırsak birkaç şey söyleyebiliriz. Birincisi postmodern varlık felsefesinde ve kuantum alan kuramında bu anlamda öz yoktur. Garajoto, ada ve ağaçköpek kavramlarında gördüğümüz gibi tekil nesneler bile bağlamsaldır. Kendine özgü kesin bir biçimleri, benlik ve kimlikleri yoktur. Birbirinin aynısı olan iki elma yoktur. Elmanın değişmez bir standardı da yoktur. Kuantum mekaniğine göre belirsizlik ilkesi ve klonlama yok (no cloning theorem) yüzünden yoktur. Töze gelince… Yukarıdaki tanımda yüklem dediğimiz şey bir nesnenin özüdür.

Tözün özü

Töz öze yüklenir ve özün gerçekleşmesini sağlar. Hatta o bir insansa (buna geleceğim) insanın gerçekleşmesini sağlar. Oysa öz bile bağlamsalsa ortada tözün yüklenebileceği bir tekil özne de olmaz. Bu da bütün bir töz tasarımını riski atar. Burada tekil nesneden kastım sandalyedir. Sandalye gerçek midir diye sormak, klasik felsefe açısından sandalyenin özü nedir diye sormaktır. Açıkçası bence öz ve töz varoluşta karşılığı olmayan kurgulardır. Bence sandalye de bir kurgudur ama hiç değilse varoluşta karşılığı vardır. Öyleyse töz ve öz modası geçmiş kavramlar olup bunları güncellemek bile faydasızdır. Terk etmek gerekir

Varlık felsefesi ve varlık tanımı

Yine de bundan söz ettim. Böylece yazısının sonunda netleşecek olan varlık tanımını, varlık nedir sorusunun yanıtını eleştirecek arkadaşlara tarafsız olarak bir açık kapı bırakmak istiyorum. Felsefe mezunu arkadaşlarla standart felsefe terimleri üzerinden ortak bir dil konuşmayı umuyorum. Ayrıca öz konusuna girmemin bu yazı açısından özel bir sebebi var: Özellikler klasik felsefede özel niteliklerdir, öze ilişkin niteliklerdir. Oysa benim argümanım tekil ve değişmez bir elma özelliği olmadığı yönündedir.

Dolayısıyla özellikleri İLİNEKLER (attributes) olarak düşünebiliriz. Gerçi klasik felsefede ilinekler öze ilişkin olmayan, bir şeyin özünde bulunmayan rastlantısal niteliklerdir. Oysa nesneler insan zihninin YAPINTISI ise (construct) ve nesnelerin özü bağlamsalsa özellikleri ilinek olarak tanımlamak gerekebilir. Bağlamsallık yüzünden ilinek teriminin demode olduğunu sanmıyorum ama yeniden tanımlamak gerekiyor. Gerçi bu konumuzun dışında. Biz sandalye nesnesinin gerçekliğine geri dönelim:

İlgili yazı: İnternetinizi Uçuracak En İyi 10 Modem

 

Varlık felsefesi ve nesnel bağlam

İnsan türünün bireylerine insan denir. İnsanların düşünme biçeminin türe özgü ve ortak olduğunu kabul edersiniz. Bu sebeple uzaylıların değil ama en azından insanların elmadan aşağı yukarı aynı şeyi anladığını da kabul edersiniz. Dahası sandalye bağlamsal gerçeklik taşıyorsa sandalyenin kesin bir özü olmasa bile belirli bir özü, ortalama özü olacaktır. O zaman nesnelerin bağlamı nedir, bir nesneyi diğerinden ayırmak için ona ne gözle bakmalı ve nesnel bağlamları nasıl anlamalıyız diye soralım.

Nesnelerin bağlamı nedir?

Theodore Sider diyor ki evrenin eklemleri vardır ve varoluşu objektif, gerçek şeyler olarak dilimlersek bu eklemleri bulabiliriz. Ona göre nesnelerin bağlamı bu eklemlerdir. Değişmez şablonlardır. Doğrusu bana öz ve tözü yeniden tanımlama çabası gibi geldi. Nitekim varlıkbilimsel gerçekçilik karşıtları (ontolojik antirealistler) buna… karşı çıkıyor. Onlara göre elma nesnesi insan türüne özgüdür. Bir uzaylı asla elmayı insan gibi algılayamaz. Onun elma nesnesi farklıdır. Uzaylılar bizim elmadan ne anladığımızı yaklaşık olarak öğrenebilir ama elmanın özü yoktur.

Öyleyse nesnelerin bağlamları, kendimize veya türümüze göre uydurduğumuz bağlamlardır. Gerçekliği kendimize göre dilimleriz ve gerçeklik bakanın gözündedir. Bu durumda NESNEL GERÇEKLİK (objektif realizm) yerine sadece ÖZNEL GERÇEKLİK (sübjektif realizm) vardır. Öznel gerçeklik bireye özgü olmak zorunda değildir. Ortak payda bağlamında türe özgü de olabilir. Bu durumda evrimsel yatkınlıkları da hesaba katarak gerçekliğin kişisel, toplumsal ve türel bakış açılarına bağlı olduğunu; tercihli ve keyfi olduğunu söyleyebiliriz. Peki kim haklı? Varlıkbilimsel gerçekçiler mi, öznel gerçekçiler mi?

Youtube Starbasekozan videolarında kitaplığımdaki bazı kitapları üst üste koyduğumu görmüşünüzdür. Diyelim ki on kitabı üst üste koyup bir kitap kulesi yaptım. Sonra üçünü ayırıp başka kitaplara ekleyerek 13 kitaplı bir kule yaptım. Önceki kuleye ne oldu? Artık o yedi kitaplı bir kule ama özgün on kitaplı kule değil. Diğer kule de on kitaplı bir kuleyken artık 13 kitaplı kule. Bu kitap kulelerine Kozan’ın kuleleri diyebilirsiniz. Kaç kitaptan oluştukları (composed of) önemli değilse eğer bir kuleyi sizin elinize versem ne olacak? Kozan’ın kitap kulesini elimde tutuyorum mu olacak? Nesneler bağlamsal ve geçicidir:

İlgili yazı: Zamanda Yolculuk Etmenin 9 Sıra Dışı Yolu

 

Varlık felsefesi ve maddi varlıklar

Peter van Inwagen, Material Beings kitabında nesneler ne zaman bileşenlerden oluşur sorusunu araştırıyor. Düşünün! Nesneler insan zihninin bir ürünü ve bağlamsal olarak belirleniyorsa belirli sayıdaki değişmez bileşenden (basitten) oluşamazlar. Bunu kitap kuleleri örneğinde gördük. Iwagen de diyor ki nesneler belki de sadece fiziksel temas varsa bileşik nesneler oluşturuyordur. Oysa bikini örneğinde öyle olmuyor. Çorabın tekinde de öyle olmuyor. Sevgilinize çorabımı verir misin derseniz eğer teki elinizdeyse veya kayıp değilse büyük olasılıkla iki çorap tekini birden verecektir.

O zaman şu kitap kulelerinin dinamizmini, değişkenliğini nasıl ölçüp ayırt edebiliriz? Burada varlık ve oluş arasında olmayan bir çizgi çekmeye de çalışıyor olabiliriz arkadaşlar. Yine de felsefede bir düşünce dizisine başlayınca onu sonuna dek izlemeniz gerekir. Dereyi geçerken at değiştirilmez gibi düşünün. Belki bağlamları kategorize etmeliyiz. Mesela kitap kulesi nesnesi oluşturma bağlamı diye bir bağlam olabilir mi? En azından bağlamların kendisi değişmez olabilir mi? Bir nesnenin bağlamları değişmez demiyorum. Platon’un ideaları gibi bağlam ideaları, tözleri yaratabilir miyiz?

Pek umut verici görünmüyor ama bağlamları SABİTLEMEYİ (fixation) deneyelim. Aklıma SİYAM İKİZLERİ geldi şimdi: Yapışık doğan ikizler vardır. İki vücut ve iki beyin… Yapışık iki insan var ve yaşamak için birbirine muhtaçlar. Bunlar hem tek nesnedir (yapışık ikizler) hem de iki ayrı bireydir. Felsefenin bağlamların ne olduğu, sabitlenip sabitlenemeyeceği, bağlamların mutlak şablonlar olup olmadığına kafayı takmış bir kol vardır. Buna PARÇA BÜTÜN İLİŞKİSİ FELSEFESİ veya meriyoloji deriz. Ben bağlamların bile geçici olduğunu, sabitlenemeyeceğini düşünüyorum: adalar gibi.

Ya denizler kurursa?

Gerçi “Hocam, dünyada denizler kurusa bile insanların hatırasında kalır. Uzayda denizlerle kaplı başka dünyalar var” diyebilirsiniz. Peki ya 1066 yıl sonra başlayacak kara delik çağında ne olacak? O zaman insanlar ölmüş ve tüm gezegenler yok olmuş olacak. O zaman deniz bağlamına ne olacak? Bağlamları sabitleyemeyiz; çünkü her bağlam bir nesnedir. Tıpkı sıfatlar gibi: Kırmızı kitap ve kırmızı oje vardır. Adalar için deniz bağlamdır ama deniz ve hatta denizler birer nesnedir.

Varmak istediğim nokta bağlamların mutlak olamayacağından yola çıkarak nesneleri sayıp sayamayacağımızı sormaktır. Evet, yatınca uyumak için kuzuları sayabilirsiniz ama gerçekten nesneleri sayabilir miyiz? Tekil nesneler var mı? Meriyolojik Evrenselcilik denilen felsefe akımı bununla çok uğraşır ve der ki HER ŞEY bir şeyden oluşur (stuff). Her şey BİR ŞEYLER oluşturur (stuff). Ivır zıvır evrenine çok benziyor değil mi? O kadar göreli bir yaklaşım ki artık sıfatları isimlerden ayırmak bile gereksiz oluyor. Doğrusu her şey/bir şey (stuff) çok genel bir kavramdır:

İlgili yazı: Dünyadaki En Ölümcül 5 Toksin Nedir?

 

Varlık felsefesi ve tümeller

Kozan Kozan’dır sözü benim hakkımda ne anlatıyor? Hiçbir şey! En genel kavramlar hiçbir şey anlatmaz. Bu yüzden evrenselcilik akımını ve tümel kavramını pek sevmem. Yine de evrenselcileri yabana atmak zordur. Nesneler geçici ve bağlamsal ise VE her bağlam bir nesne olarak geçiyse şunu söyleyebiliriz… Nesnelerin GEÇİCİ VAROLUŞ DÜZENLERİ vardır (aranjman). Geçici aranjmanlara bir örnek çantanızda duran iki kitaptır. Bunları çıkarıp masaya koyarsanız masadaki iki kitap olur veya cezvede kahve yapıyorsunuz.

Peki ya bu sırada cezvedeki kahve ve cezveyi ısıtan doğal gaz alevinin geçici olarak cezveyle temas edip ısıtması? Nesneler vardır ama onların sınırlarını çizmeye çalışırsanız bulanıklaşırlar derken kastım budur. Pratik açıdan bakarsak bağlamları sabitlemeye çalışmanın son derece gereksiz olduğunu görüyoruz. Bir kere bunu yapmak imkansızdır. Ockham’ın usturasını da hatırlayın. Ne diyordu filozof? Kavramların sayısını gereksiz yere çoğaltmayın. Katılıyorum! Nesnelerin sayısını gereksiz yere çoğaltmayın. Öte yandan  bir evrenselci için bazı bileşen setlerini (composites), bileşik nesneleri bağlam olarak kabul edip diğerlerini bağlam olarak kabul etmemek anlamsızdır.

Nitekim evrenselciler der ki “Bağlam ırkçılığı yapmayın ve bütün bağlamları var kabul edin.” Oysa ocakta ısınan kahve örneğine bakın! Ocağın aleviyle ilgili ne kadar gereksiz tanımlar yaptım! Kabul: Bağlam sayısı sonsuz ve kabul, bağlamlar geçici ve dinamik ama bu bağlamları sadeleştirmeyi önlemez. En basitinden [Ocakta] [Kahve] [Yapıyorum] bağlamı yeterlidir. Bu örnekte ocakta kahve yapanın ben olduğumu ve şimdi kahve yaptığımı söylemeye bile gerek yok! Chomsky’nin dediği gibi kuşkuya düşen dilbilgisi ve anlambilime sarılsın. Oysa kapıdan kovduğumuz evrenselciler bacadan girecek:

Evrenselcilerin intikamı

Şimdiden psikopatça güldüklerini hayal edebiliyorum. “Öyle mi Kozan Bey? Sen sandalyeler gerçek mi derken tekil nesnelerden söz edersin. Peki karmaşık nesneler? Peki ya sen? İnsandan ve zihninden karmaşık bir nesne var mı? Sen kendini nasıl ayırt edeceksin bakalım? Sen gerçek misin? (Buraya Lucasfilm’in Full Throttle bilgisayar oyunundaki kötü adam kahkahası Bwahahahaa! girecek). Pekala… Tek kişi olarak bin evrenselciyle savaşamam. Derhal joker hakkımı kullanıyor ve Descartes’ı yardıma çağırıyorum. Düşünüyorum, öyleyse varım!

İlgili yazı: 10 Adımda kara deliğe düşen astronota ne olur?

 

Varlık felsefesi ve insan nesnesi

Nesneler insan uydurması ise varlık felsefesini insan nesnesinden başlatmak yerinde olur. Bu bağlamda Peter van Inwagen’e geri dönüp onun DIŞLAYICI MADDECİLİK (eliminativism) akımının temsilcisi olduğunu belirtelim. Bu görüşte bazı bileşenleri/bağlamları var kabul eder ama diğerlerini elimine ederek yok sayarız. Örneğin van Inwagen’e göre sandalyeler, gömlekler ve ayakkabılar gibi sıradan nesneler yoktur. Sandalyenin yerine yalnızca basitler vardır. Fiziksel bir sandalye söz konusu ise bu sandalye atomlar, temel parçacıklar, kuantum alanları gibi bileşenlerden oluşur. Nesnelerin insan icadı olduğunu savunan biri olarak bu bilimsel gerçeği hesaba katarsam geriye tek seçenek kalıyor:

van Inwagen kadar ileri gidip tekil nesneler yoktur demeyeceğim. Oysa belli ki tekil fiziksel nesneler yoktur. Sadece karmaşık fiziksel nesneler vardır. Evrenselciler hâlâ kıkırdıyor sanırım. O zaman sandalye nesnesi ve sandalye gerçeği nedir? Geçici olarak insanlığın sandalye tanımına uygun olarak bir araya gelen basitlere sandalye denir. Nesneler bağlamsal ve bağlamlar da nesneyse o zaman bağlamlar da bileşenlerden oluşur. Şimdi dikkat! Nesneler bağlamlardan oluşuyor ve nesneleri insanlar uyduruyorsa o zaman bağlamlar da insan zihninin bir ürünüdür. Oysa bağlamlar basit bileşenlerden oluşmaz. Tersine tekil bağlamların imkansız olduğunu söylemek zorundayım.

Neden mi?

Tekil fiziksel nesneler olamayacağına benzer bir sebepten. İnsan bilinci bilinçsiz beyinden çıkıyor ama bilincimiz bilişsel faaliyetlerimizden kısmen bağımsızdır. Beynimizin an be an nasıl işlediğini, nöronların teker teker ne tür sinyaller gönderdiğini fark edemeyiz çünkü… Öyleyse zihin VE bilinç türedi nesnelerdir; yani karmaşık nesnelerdir. Zihnin üreteceği bağlamlar da karmaşık nesneler olacaktır. Descartes’ın düşünüyorum, öyleyse varım sözünün dolaysız sonucu budur.

van Inwagen bunu şöyle anlatıyor: Sandalye yerine sadece atomlar gibi basitler vardır ama insanlar var olduklarına inanırlar. Bir şeyin var olmadan var olduğuna inanması dijital avatar bile olsa imkansız olduğundan insanlar vardır! van Inwagen daha ileri giderek bu mantıkla tüm canlılar gerçektir der. Ben daha da ileri giderek diyeceğim ki sadece canlılar gerçek değildir. Bir gün kendi varlığının farkında olan yapay zeka gelişirse etten kandan olmayan yazılım olsa bile o da gerçek olacaktır. Şimdi geriye iki soru kaldı: Sandalye gerçek midir (ana sorumuz) ve fiziksel olmayan tekil nesneler var mı?

İlgili yazı: Güneşimiz Nasıl Isı ve Işık Saçıyor?

 

Varlık felsefesi ve örgencilik

van Inwagen ve yandaşlarına göre, canlı örgenlerin (organizmalar) parçası olan basitler, aynı zamanda onların bünyesini (metabolizma) oluşturuyor ve canlıların yaşamasını sağlıyorsa ilginç bir durum ortaya çıkar. Yaşamak için yemek yeriz ve su içeriz. Besinler geçici olarak bünyemiz ve bedenimizin bir parçası olur. Ayrıca tuvalet ihtiyacımızı gideririz; yani bazı basitler (atomlar vb). bize katılır ve bazıları dışarı atılır ki buna solunum yapmakla terlemek de dahildir. Canlılar buna rağmen bireysel nesne olma özelliğini korur (buna nesneler sayılabilir mi ve tekil nesneler var mı sorusuyla geri geleceğim).

Bu tür örgenlik denizdeki dalgaların geçici olarak üst üste binmesinden farklıdır. Bu tür örgenlik dalgaların yapıcı veya yıkıcı girişim yapmasından farklıdır. Basitçe berbere gidip saç tıraşı olsanız da siz siz olarak kalırsınız. Ahmet olmaktan çıkıp Ayşe’ye dönüşemezsiniz. Felsefede bu görüşe gayet anlaşılır şekilde ÖRGENCİLİK, organizmacılık (organicism) denir. (Güzel Türkçem!). Maalesef örgencilikteki bu tanıma cansız giysileriniz girmez. Öyleyse siz varsınız ama giysileriniz yok. Kral/kraliçe çıplak! Örgencileri neyin var ve gerçek olduğunda katı bulduysanız YOKÇULUĞA (nihilizm) bayılacaksınız!

İlgili yazı: 18 Ayda Nasıl 24 Kilo Verdim?

 

Varlık felsefesi ve yokçuluk

Yokçular öyle sanıldığı gibi hiçbir şeyin var olmadığına inanmazlar. Bunun yerine basitlerden başka bir şey olmadığına inanırlar. Yokçulara göre fiziksel olsun olmasın, tekil olsun olmasın, basit veya karmaşık olsun olmasın hiçbir nesne ve bağlam yoktur! Siz de yoksunuz. Sadece basitler var. Bir anlamda doğru ama bence sadece bir anlamda; çünkü düşünüyorum öyleyse varım. Öyleyse sil baştan yukarıdaki birkaç sayfa! Madem insanlar ve insan zihni var, öyleyse zihnin ürünü nesnelerle bağlamlar da var.  Gerçi varoluşun şartını insan zihnine bağlamak aşırı olur. Öyle ya, evren insanlardan önce de vardı! Oysa bizim algılayıp bilebildiğimiz tek varoluş zihnimizdeki nesnelerdir, bildiğimizi biliriz dersek bu yerine oturur.  Peki ya yokçuların yanıldığı, katılmadığım nokta nedir?

Varlık felsefesi ve söndürmeciler

Oturduğunuz sandalyenin atomlardan oluştuğu halde var olmadığını düşünmek sağduyuya aykırıdır. Gerçi sıradan nesneler olmadığını öne süren filozoflar için sağduyunun da bir anlamı yok. Oysa bu bizi adcı Ockham’ın Usturasına geri getiriyor. Kavramları ve detayları gereksiz yere karmaşıklaştırmayalım. SÖNDÜRMECİLER yukarıda sözünü ettiğim bütün akımları, özellikle de örgencilerle yokçuların görüşlerini saçma bulur. Sonuç olarak tüm bu görüşler insanların sandalye olarak anlamlandırdığı şekilde bir araya gelen basitler olduğunu kabul eder. Öyleyse sandalyenin fiziksel nesne olup olmadığı bir yana, tüm akımlar sandalyenin var olduğunda anlaşır. Bunu söylemiştim. Hatta:

Son paragrafı dikkatle bir daha okursanız sizin de bir söndürmeci olduğunuzu fark edebilirsiniz. Kavramların sayısını şişirip kavram enflasyonu yaratmayalım. Bu balonu söndürelim yaklaşımı olarak özetleyeceğimiz bu görüş, sağduyulu olduğu için toplumda yaygındır. Ben sadece adını belirttim. Öyleyse asıl soru sandalye diye bir fiziksel nesne olup olmadığı sorusudur. Tekil nesneler var mı, yoksa sadece karmaşık nesneler mi var? Peki bunların fiziksel bileşenleri var mı? Demek ki bu soru gerçekliğin ne olduğu sorusudur. Gerçeklik var mı ve varsa fiziksel gerçeklik var mı?

İlgili yazı: Güneş Nasıl Sönecek ve Beyaz Cüce Olacak?

 

Varlık felsefesi ve aşırı belirleme

Yokçuların nesneler yoktur, sadece basitler vardır derken düştüğü hata; bütün, parçalar toplamından fazladır önermesiyle çelişmektir. Şöyle düşünün… Sandalyeler vardır ve bunlar hem işlevsel hem de anatomik olarak insan kullanımına uygundur. Dolayısıyla sandalye bilinçsiz bir varlık olsa da işlevsel olarak insanla etkileşim kurar. Oysa onu oluşturan atomlar insanla işlevsel değil, fiziksel olarak etkileşim kurar. Buna karşın sandalye basitlerden oluşur. Peki basitler ne zaman sandalye nesnesine dönüşür? Belirli bir atom sayısını aşıp sandalyeye şeklini verecek kadar çoğaldığı zaman mı?

Bu sebeple “sandalyeler yoktur, atomlar vardır” demek felsefede AŞIRI BELİRLENİMCİLİK (overdeterminism) sorununa yol açar. Ayrıca sandalyenin fiziksel nesne olması da zordur; çünkü insanlarla işlevsel etkileşime girer. Tekrar ediyorum, onu oluşturan atomlar sadece fiziksel olarak etkileşime girer. Bu bağlamda gerçeklik nedir sorusuna geçelim. Öyle toparlamak daha kolay olacak. Fizik biliminde fiziksel gerçekliğe inanırız. Adı fizik! Hatta zihnimizdeki inanışlarla gerçekleri ayırmak için deney ve gözlemler yaparız. Böylece doğanın bize aklımıza gelmeyen cevaplar vermesini sağlarız.

Sadece fizik değil, tüm bilim DENEYSEL (ampirik) ve AYGITSALDIR (enstrümantalist). Sanırım aygıtsallığı işlevsellik ve amaçlılığa da (teleoloji?) bağlamak gerekir ama gözlemcinin fiziksel gerçeklikteki rolünü çok yazdım. Yalnız burada bilimden yardım aldığıma dikkat edin. Bilimin böyle bir avantajı vardır. Bilim evrendeki her şeyi açıklayamaz ama neyin fiziksel gerçeklik taşıdığını ayırt eder. Dolayısıyla bir tek bilim, bizi boş inançlar ve yanlış görüşlerden, kanılardan uzak tutar. Bilimsel eleştiri gerçeklikle ilgilendiğinden, tutarlılıkla yetinen felsefi eleştiriden üstündür. Bilim bize fiziksel gerçeklik olduğunu söyler. Bu cepte dursun. Peki bir sandalye ne zaman ortaya çıkar?

İlgili yazı: Evren Gerçekten Ne Kadar Büyük?

 

Ve ne zaman ortadan kalkar?

Bunun için AŞIRI SAYMA (overcounting) problemine bakalım. Bu yazıyı bir sandalyede yazıyorum. Peki kaç sandalye var? Bir sandalye milyar kere milyar kere milyar kere milyar atomdan oluşur. O zaman odamda tek bir sandalye mi var? Yoksa 1036 sandalye mi var? Diyeceksiniz ki öyle saçma şey mi olur? Tabii ki tek sandalye var. Oysa nesnelerin sınırlarını çizmeye çalışınca bulanıklaşırlar. Diyelim ki sandalyemin cilasını bıçakla az kazıdım. Sandalyem sandalye mi? Güzel! Biraz daha kazıyarak birkaç atom daha eksilttim. O da sandalye mi? Güzel. Daha çok kazıdım… Nereye gittiğimi anladınız.

Sandalyeler tekil fiziksel nesnelerse benim odamda ortalama 1036 sandalye var. Ben oturdukça sürtünen pantolonum sandalyeye atom ekliyor veya ondan atom eksiltiyor. Öte yandan, yazının başında sandalyelerin basit fiziksel bileşenlerden oluştuğunu söylemiştim. Söylediklerimi geri alıyorum! Tekil bileşenlerden oluşan nesneler (composites) şu atom kazıma meselesi yüzünden gereksiz karmaşıklık içerir. Hatta buna Sorites Paradoksu deriz. Tabii ki sandalyeden yeterince atom eksiltirsek veya sandalyeyi parçalarsak bir saatten sonra o sandalye olmaktan çıkacaktır.

Varlık felsefesi ve fizik

Diğer yandan sandalyeyi böyle düşünümeyiz. Mesela bir bacağını söksem sandalye olarak kalır mı? İki bacak? Kırık sandalye olarak kalır. Peki hangi aşamada sandalye bir sandalye olmaktan çıkar? Yine de sandalye var mı? Var. Öyleyse tekil fiziksel nesne olamaz. Burada gerçeklik var mı sorusuna geri dönelim. Öyle anlaşılıyor ki evrende fiziksel gerçeklik vardır. Oysa biz bu gerçekliği birebir algılayıp bilemeyiz. Daha temel parçacıkların ne olduğunu bilmiyoruz! Öyleyse iki gerçeklik var: İnsan zihniyle onun algılayıp yarattığı gerçeklik VE fiziksel gerçeklik. Zaten kuantum mekaniğinde bir şeyi değiştirmeden ölçemezsiniz diyen belirsizlik ilkesi bizi bunu kabullenmeye mecbur ediyor:

İlgili yazı: 5 Soruda Paralel Evrenler

 

Varlık felsefesi ve plastik kalabalıklar

Pekala… Buraya dek fiziksel nesneler olamayacağını gördük. Bizden bağımsız nesneler olamayacağı gibi fiziksel nesneler de olamaz. FİZİKSEL ŞEYLER olabilir ama… Bu durumda geriye şu sorular kalıyor: Tekil nesneler ve karmaşık nesneler var mı? Nesneler başka nesnelerden oluşur mu? Dolayısıyla sonsuz karmaşıklıkta nesneler olabilir mi? Ve tabii birçok açıdan bu probleme saldırmış olsak da hâlâ kapı gibi ayakta duran sandalyeler gerçek mi sorusu var. Nesneleri belirlemeye çalışırsanız bulanıklaşırlar demiştik. Şimdi nesneleri sayabilir miyiz bağlamında bu sorunun üstüne gitmek istiyorum.

Sıradan nesnelerin kesin sınırlarını çizememek. bunların var olmadığı anlamına gelmez. At kavramının kesin sınırları yoktur ama atlar vardır… Tersine, bulanık, geçişli ve geçici sınırlar sıradan nesnelerin temel özelliğidir. Örneğin kalabalık kavramını ele alalım. Bir futbol stadında, sahada dağınık olarak duran 10 kişi kalabalık değildir. Aynı 10 kişi 20 metrekarelik bir odada çok kalabalık olacaktır. Demek ki nesneler PLASTİK’tir. Bu da nesnelerin sınırlarını koşullara bağlı olarak çizdiğimiz, değiştirdiğimiz anlamına gelir. Nitekim Peter Unger, Sorites Paradoksundan kurtulmanın tek yolunun nesnelerin şeylerden (stuff) meydana geldiğini kabul etmek olduğunu söylüyor. Oysa şeyler fiziksel olamaz dedik.

Bu sebeple şeyleri İngilizce things olarak da karşılayamayız; çünkü things tek tek şeylerden oluşan eşya anlamına geliyor. Stuff ise bir bardak su gibi sayılamaz bir kavram ve daha doğru bir terim:  Ne olduğu belirsiz, bulanık, dinamik, plastik şeyler…

Nedir bunlar? Bağlamlar tabii!

Bağlamların stuff olmasına, çocuklar için felsefe (P4C) eğitimlerinde çok kullanılan Theseus’un Gemisiyle örnek verelim. Theseus Atina’nın söylencesel kurucusudur. Bir kültür kahramanı olmak yerine gerçek kişiyse 2900 yıl önce, tunç çağında yaşamış olmalıdır. Elbette Theseus’in bir de gemisi var ve bu gemiyi yıllarca kullanmıştır. Gemi eskidikçe parçalarını değiştirirsiniz. Peki Theseus’un gemisi ne zaman eski gemi olmaktan çıkar ve yeni gemiye dönüşür? Parçaları tümüyle değiştiği zaman mı? Parçaların yarısından bir fazlası değişince mi?

İlgili yazı: İnternette teknik takip ve gözetimi önleme rehberi

 

Varlık felsefesi ve Theseus’un gemisi

Şimdi bu paradoksa başka açıdan bakalım. Diyelim ki şakacı bir kürekçi, Theseus’un gemisinin bütün eski parçalarını alıyor ve bir depoda gemi halinde birleştiriyor. Böylece geminin eski haliyle Theseus’un kullandığı şimdiki hali aynı anda var oluyor. Peki hangisi Theseus’un gemisi? Yenisi mi? Eskisi mi? Theseus Paradoksunun birinci kısmını sandalyeden atom kazımak örneğinde anlatmıştım. Basitlerde aşırı sayma problemini tekrarlamaya gerek yok. Öte yandan şu eski ve yeni gemi bize nesnelerin bağlamlardan oluştuğunu söylüyor. Theseus Paradoksunu çözmenin yolu nedir?

İkisi de Theseus’un gemisidir. Biri eski gemisidir ve biri de yeni gemisidir ama ikisi de Theseus’undur. Burada iki nesneyi benzeten ve ayırt eden iki bağlam var. Eski ve yeni gemiyle bunların Theseus’un gemisi olması. Öte yandan sürekli parçaları yenilenen bir gemi ne zaman eski gemi olmaktan çıkar diye sormak hem anlamsızdır hem de bunu yanıtlamak imkansızdır. Peki bu neyi kanıtlar? Nesnelerin daha küçük bileşenlerden oluştuğu (composites) önermesinin, insan zihninin dünyayı anlamlandırmak için kullandığı bir kurgu olduğunu kanıtlar.

Siz de atomlardan oluşmuyorsunuz; çünkü siz örneğin Ahmet şeklinde bir atomlar koleksiyonu değilsiniz. Atomlar Ahmet’i oluşturmaz. İnsan zihninde Ahmet diye bir nesne var ve bunun fiziksel bileşeni olarak belirli bir atomlar koleksiyonu BİZ gösteriyoruz. Yine de bu fiziksel bir nesne değil; çünkü Ahmet’in tek tek hangi atomlardan oluştuğunu asla bilemeyiz ki bu sürekli değişir zaten… Öyleyse karmaşık nesneler yoktur. Sadece basit tekil nesneler vardır. Bunlar bağlamlardan oluşur ve değişkendir. Peki sıradan nesneler ile diğer nesneler arasındaki fark nedir?

İlgili yazı: Zamanda Yolculuk İçin Büyükbaba Paradoksu Çözüldü

 

Sıradan nesneler ve olağanüstü tanrı

Sıradan nesneler kalem ve kağıt gibi günlük hayattan bildiğimiz nesnelerdir. Bir de sıra dışı nesneler vardır. Örneğin kara delik, örneğin tanrı… Tanrı bir nesne olarak olağanüstü ve doğaüstüdür. Oysa kara delik doğal ama sıra dışıdır. Yalnız insan zihni sonsuz karmaşıklıkta nesneler üretemeyeceğine göre, zihnimizdeki tanrı nesnesi de yalın olmak zorundadır. Dinsel inancınız varsa sonlu karmaşıklıktaki evreni (evren nesnesini değil) sonsuz karmaşıklıktaki tanrı nasıl yarattı sorusunun yanıtını düşünebilirsiniz.

Ben sıradan nesnelerin var olduğuna inanıyorum. Aradaki ayrımları da yaptım ama tarafsızlık açısından Trenton Merricks’e değinelim. Merricks diyor ki sıradan nesnelerin var olduğu yanlış bir kanı ama neredeyse doğrudur. Peki sandalyeleri ne zaman sayabilirsiniz? Ancak tekil nesneler varsa sayabilirsiniz! Örneğin yemek masasının çevresinde 12 sandalye olsun; ama sandalyelerin atomlardan oluştuğunu söylerseniz çuvallarsınız. 12 x ortalama 1036 sandalye var… VE atomların parçacıklardan oluştuğundan bile emin değiliz! Peki sandalyeler gerçek mi? Whitehead’e geri dönelim:

Sandalyeler bizim zihnimize göre sandalye şeklinde bir araya gelen atomlardan oluşur. Demek ki bütün, parçalar toplamından fazladır. Öte yandan sandalyeler BİZİM ZİHNİMİZE GÖRE ATOMLARDAN OLUŞUR! Öyleyse bütün, parçalardan oluşur. Sandalyeler hem atomlardan oluşur hem de atomlardan farklıdır. Bu farkı insan koyar dedim. Bağlamların nesneleri ayırt etmenin tek yolu olduğunu belirttim. Oysa bağlamların da nesne olduğunu söyledim. Bu da bizi 1036 sandalye paradoksuna geri götürecektir! Demek ki nesnelerin bağlamlardan oluştuğunu söylemek yetmiyor. Bu yüzden yanıtını çoktan vermiş olduğumu sansanız da sandalyeler gerçek mi sorusunu henüz yanıtlamadım. Önce “Lanet Olası Federaller!” Pardon, cici Sorites Paradoksunu VARLIKBİLİMSEL OLARAK MASUM kavramlarla çözelim:

İlgili yazı: Titanic Enkazı 20 Yılda Yok Olacak

 

Masum varlık felsefesi

Varlıkbilimsel olarak masum kavramlar, Ockham’ın usturası adlı kavramsal yalınlaştırma ilkesine uygun kavramlardır. Mesela Amie Thomasson diyor ki bir buzdolabını ele alalım. Diyelim ki sevgiliniz buzdolabı boş mu diye soruyor. Açıp bakıyorsunuz boş ama köşede bir saç teli var. Şimdi hayatım buzdolabı dolu; çünkü içinde tek bir seç teli buldum derseniz saçma olur. Neden? Bağlamsal olarak saçma da ondan! Buzdolabının dolu olması amacına uygun şekilde gıda maddeleriyle dolu olmasıdır. Bazen kot pantolonu veya bir cesedi de buzdolabına koyup dolu diyebilirsiniz ama bağlam değişir.

Zaten doluluğun ölçütü saç teli olsa dolabın içindeki hava moleküllerini de doluluğa saymak gerekirdi. Ne yapıyoruz o zaman? Bağlamları da sadeleştiriyoruz. Bu durumda bağlamlar da tekil nesneler oluyor. Böylece hem kavram enflasyonunu önlüyor hem de tekil nesneler olduğunu gösteriyoruz. Sıradan nesnelerin basit nesneler olduğunu gösteriyoruz. Dahası evren ve karınca kolonisi gibi karmaşık nesnelerin de aslında tekil nesneler olduğunu gösteriyoruz. Çoklukta teklik diye gereksiz yere gizem yarattığımız kavramın son derece “sıradan” olduğunu da görüyoruz (Parmenideees!).

Oysa siz bunu hep yapıyorsunuz

Arkadaşınıza “buzdolabındaki ekmeği versene” dediğinizde ekmeğin kaç dilim veya gram olduğuna bakmıyorsunuz. Hatta biri size her seferinde kaç dilim ekmek istiyorsun diye sorsa belki “Getir masaya. Ben de bilmiyorum kaç dilim yiyeceğimi” dersiniz. Aynı şekilde bu yazının rengi ne diye sorsam ne yanıt vereceğinizi bilemezsiniz. Web sayfasının arka planı açısından beyazdır. Metin açısından siyahtır. Tema rengi mobil amp’de mavidir. Hatta ben bu yazıyı Office 365’te açık gri arka plan rengi üzerine siyah yazdım. Oysa bloga yüklerken içerik yönetim sisteminde beyaz üzerine koyu gri harfleri kullandım. Bunların hepsi bağlamdır. Oysa bağlam bir nesneyi tanımlamak çok yuvarlaktır.

Ne zaman bir arkadaşınıza ne demek istiyorsun anlamında ne alaka diye sorsanız ve o da şunu bunu demek istedim diye açıklama yapsa aslında sözlerin bağlamını soruyorsunuz. İşte Thomasson buna UYGULAMA KOŞULLARI (application conditions) diyor. Toparlayacak olursak: 1) Nesneler vardır. 2) Nesneler basit veya karmaşık hep tekildir. 3) Nesneler (şimdilik?) insan zihninin ürünüdür. 4) Nesneler bağlamlardan oluşur ve 5) bağlamlar da tekil nesnelerdir ama aslında bağlamlar uygulama koşullarıdır. Nesne ve bağlam enflasyonunu önlemenin yolu budur.

Ahlak ve varlık felsefesi

Yazının başında prensip sahibi olalım, etik değerlerimiz olsun ama yine de bunlar kişiye, topluma özgüdür derken bunu kastediyordum. Ahlak felsefesinde her davranışı kendi şartlarında düşünmek gerekir. Örneğin azgın bir pittbul köpek bir bebeği yaralarsa onu uyutmak gerekebilir. Oysa bu köpek ahlaksızlık yapmamıştır. Ahlaki değerler insana özgüdür. Keza insan öldürmek etik değildir ama özsavunma varsa ceza indirimi yapılabilir. Kant’ın evrensel ahlak ilkeleri ise maalesef yoktur. O zaman sandalye nedir? İnsan zihninin türe ortak uygulama koşullarıyla belirlenen bağlamlar uyarınca insan anatomisine uygun olarak oturma denilen insani işlevi yerine getirmeye yardım eden insan zihni nesnesine sandalye denir. Belki koltuk denir, kanepe denir? Hoppala! Sandalye nedir!?

İlgili yazı: Akıllı tozla telepatik internet nedir ve nasıl çalışır?

 

Lütfen saçınızı başınızı yolmayın

Şimdi diyeceksiniz ki “İsteseniz sandalyenin tanımını bu nesneyi koltuktan ayırt edecek şekilde yapabilirdiniz hocam.” Pek sanmıyorum. Sandalye ile koltuk arasındaki kesin ayrım nedir? Puf ile ayak sehpası arasındaki kesin ayrım nedir? Sandalyeyi ayırt etmekte kullandığımız bağlamlar mutlak veya sonlu sayıda değil ki bunlar sandalye nesnesini belirlemekte yeterli olsun! Bağlamların değişkenliği ve esnekliği de uygulama koşullarının plastisitesinden ileri gelir. Demek ki uygulama koşullarını doğru belirlemenin de bir yolunu bulmalıyız. Bu ne olabilir?

Bu her şeyden önce Whitehead’in eksik kaldığı noktadır. Bütün, parçalar toplamından fazladır. Oysa bu önerme bir nesneyi diğerinden ayırt etmeyi sağlamaz. Bizim de uygulama koşullarını belirlemek için ölçütler koymamız gerekiyor. Yoksa herkes sandalyeyi anlar ama teknik olarak bir türlü sandalyenin ayrımını yapamayız. Bir sandalyenin uygulama koşulları onun sandalye olması için GEREKEN ŞARTLARI BAĞLAYAN (entails) ÖLÇÜTLERDİR. Şartların bağlanmış haline ise gayet yaratıcı şekilde bağlam deriz.

Kısacası KOŞULLU GEREKLİLİK (entailment) farklı uygulama koşullarına dayalı olan farklı bağlamları birbirine bağlar. Bu, küçük bağlamlardan büyük bağlamlar üretmek değildir. O durumda yine bağlam enflasyonu olur. Bu bağlamları bileştirip yeni bağlamlar üretmektir. Sözün özü uygulama koşulları analiz yapmayı ve bunların birbirine bağlayan koşullu gereklilikler de sentez yapmayı sağlar. Böylece sandalyelerle koltukları pratikte ayırt edecek esnek ve işlevsel bağlamları buluruz. Böylelikle de Kant’ın sentetik (a posteriori) önermelerini yeniden keşfetmiş oluruz. Peki evren bir simülasyon mu?

İlgili yazı: SpaceX 4 Turisti Uzaya Gönderdi. Uzay Turizmi Nedir?

 

Varlık felsefesi ve simülasyon argümanı

Evren fiziksel basitlerden oluşur. Bunlar bildiğimiz kadarıyla temel parçacıklar ve kuantum alanlarıdır. Öte yandan Descartes’ın dediği gibi DÜŞÜNÜYORUM, ÖYLEYSE VARIM. Sıradan, basit ve karmaşık nesneler insan zihninin ürünü olduğuna göre, evrenin simülasyon olduğunu söylemek manasız olacaktır. Velev ki fiziksel şeyler simülasyon olsun. Benim düşüncelerim yine benim düşüncelerimdir. Bilgisayarda benzeştirilse de düşüncelerimin farkındalığı bana aittir. Bunu özgürlük problemi açısından ayrıca tartışırız ve tartıştık da ama düşünüyorsanız bir nesne olarak varsınız!

Bu sebeple nesnelerin sınırlarını çizmekteki belirsizlik zihnimizin yapısından, yetenek ve sınırlarından ileri gelir. Aynı zamanda zihnimizin ürünü olan dilin, düşünme biçimlerimizi koşullandırmasından ileri gelir. Bana inanın. İngilizler, İtalyanlar ve Türklerin farklı düşündüğünü üç dilde 23 yıl çeviri yapmış biri olarak biliyorum. Bir dil bir insan, iki dil iki insan ne demek sizce? Bu durumda gökbilimdeki yıldızlar da gerçektir ama zihnimizin ürünü olarak daha gerçektir. Bilinçsiz evren için madde öbeklerinden başka bir şey yoktur. Evrenin oturup nesneleri gezegen şudur, yıldız budur diye ayırdığını sanmıyorum.

Peki bu insan zihninin eksik olduğu anlamına mı gelir? Hayır! Evren bilinçsiz atom yığınlarından oluşuyor. Evrenin karaktersiz bir madde ve enerji yığını olmasını önleyen tek şey insan zihnidir. Sartre hayat anlamsız ve saçmadır ama sırf bu yüzden insanlar yaşama anlam verebilir derken bunu kastetmiştir. En iyisi biz sandalyelere geri dönelim ama yolda turna origamisine de uğrayalım; çünkü varlık felsefesindeki asalaklara bakacağız:

İlgili yazı: Türkiye’nin CERN’e Tam Üyelik Şansını Kaybetmesi Neden Beka Sorunu?

Plastik beyin esnektir ve öğrenir.

 

Sıradan nesneler nedir?

Buraya kadar nesnelerin basit veya karmaşık, hep tekil olduğunu söyledik. Hatta nesneleri 1 sandalye, 2 sandalye diye sayma imkanı buradan çıkar dedik. Sıra bu düşüncenin sonuçlarını göstermeye geldi. Mesela toplum! Toplum kaç kişidir? 3, 5, 1 milyon? Topluluk desek daha sayılır olurdu değil mi? Toplumun kaç kişi olduğu anlamsal açıdan önemli değildir ama istesek toplumdaki bireyleri sayarız. Aynı şey kağıttan turna için de geçerli. Kağıttan turna kağıt ve turnadan oluşur. Oysa bunları tek tek saymak, kağıttan turnaya anlam katmaz veya anlam eksiltmez. Kağıttan olduğunu bilmek yeterlidir. Öyle ya: Belki de turnayı iki kağıt parçasından yaptınız! Kağıttan turna bu sebeple asalak kavramdır.

Kağıttan turna öncelikle tümeldir. Kağıt ve turnanın tümlenmesiyle oluşur. Hatta işin içine origami yapanın katlama becerisi de girer. Demek ki kağıt turna tümel ve karmaşık bir kavram olarak kağıt ile turna nesnelerinin varlığını gerektirir. Onlarsız var olamaz. VARLIKBİLİMSEL OLARAK ASALAK (ontologically parasitic) kavram budur. Zaten başka türlü, uygulama koşullarını sandalye için doğru ölçütlerle koyamazdınız. Tanımsal ve işlevsel olarak yalnızca yeterli sayıda bağlam kullanarak sandalye nesnesi yaratamazdınız. Nesneleri tümelleyerek tekilleştirirsiniz. Çokluktan teklik üretirsiniz:

İlgili yazı: Büyük Patlamadan Kalan Kütleçekim Dalgaları Keşfedildi mi?

 

Sıradan kavramlar ve tümeller

Hocam bunları zaten söylemediniz mi derseniz, hayır. Yeni söylüyorum; çünkü size yeni bir önermem var: Basit ve karmaşık bütün nesneler tekildir VE sıradan nesnelerdir! Sıra dışı nesne yoktur. Günlük hayatta kara delik olmaması aslında onu sadece günlük hayatta olmamak açısından sıra dışı yapar. Tanrıyı ele alın. Tanım olarak sonsuz karmaşıklıktadır ama tanrı derken bütün bunları düşünmezsiniz. Sadece insandan üstün bir varlık düşünürsünüz. Tanrı var olsa da sonsuz karmaşıklıkta olsa da zihninizde tek kelimeyle ifade edebildiğiniz tekil bir nesnedir.

Felsefede sıradan derken adi ve bayağı demediğimize dikkat edin! Tanrı bizim zihnimizde sıradan bir nesne ve kavramdır; çünkü tek sözcükle ifade ederiz. Üstüne etraflıca düşünmeden, kutsal kitaplara başvurmadan tanrılığı sezgisel olarak tek seferde kavrarız. İnsandan üstün bir varlık. Hayal edilemeyecek kadar üstün. Hem müthiş bir şey anlatıyor hem de üstünlük hakkında hiçbir şey söylemiyor. Varlıkbilimsel açıdan asalak kavramlar olmasa bu tekleştirmeyi başaramazdık. Demek ki uygulama koşullarının her nesneye uygun ölçütlerini bulmak için varlıkbilimsel olarak asalak kavramları kullanıyoruz. Böylece her nesneye en uygun bağlamları yaratıp nesneleri tanımlıyoruz.

Şimdi anlıyor musunuz Ortaçağ’ın adcılık geleneği, modern çağın biçimciliği ve postmodernizmin göstergebilimine rağmen neden hâlâ kavramlardan vazgeçemiyoruz? İstediğiniz kadar nominalist olun. Zihninizde nesneler yaratmak için KAVRAMLARI (concept) adlandırmak zorundasınız. Nitekim concept, conception’la ilişkilidir. Bu da İngilizce yalnızca kavrayış demek değildir. Annenin gebe kalması ve dolaylı olarak kurgulamak, yaratmak, tasarlamak ve icat etmek anlamına gelir.

İki dil iki insan

Türkçe kavramak sözcüğü eksik bir terim. Bizden önce var olan ve bizden bağımsız olan bir şeyi anlamak anlamına geliyor. Tek tanrıcılığı kayıran bir önyargı bu. Oysa konsept terimi kavramların (nesnelerin) insan icadı olduğunu daha iyi gösteriyor. Anlamak için inanmıyoruz. İnanmak için anlıyoruz. Yine de a priori önermelerde (ön kabullerde) ikisini birden kullanıyoruz). Tüm nesneler tümellenerek tekleştirildiği için ve sezgisel olarak, yani üstüne düşünmeden de kavranabildiği için sıradandır. Belki diyeceksiniz ki “Peki kuantum dolanıklık? Bunu defalarca yazdınız hocam. Detaylara girmeden bunu öğrenemezdik.” Elbette ama bir kez öğrendikten sonra her seferinde detayları düşünmeden dolanıklığı kullanabilirsiniz. Bu yüzden tüm nesneler sıradandır. Bu işin bir de tekniği var tabii:

İlgili yazı: İnsan kanıyla Mars’ta beton ev yapacaklar!

 

Gerçek sandalyelerle düşünme tekniği

Bir nesneyi sandalye diye ortalama olarak kavramak, konunun detaylarına vakıf olacağınız anlamına gelmez. Oysa öğrenme sürecinde sandalye gibi basit bir kavramdan yola çıkmadan, bildiklerinizi kalıplara indirgemeden ayrıntılara da giremezsiniz. ÜSTÜNE DÜŞÜNEMEZSİNİZ (reflection). Michael Jubien bunun tekniğini de vermiştir. Sandalye gibi sıradan bir nesneyi, NESNEYE ODAKLANARAK (object fixation) üretiriz ki buna nesne saplantısı da diyebilirsiniz. Sonra sandalye sınıfına hangi mobilyaların gireceğini düşünürüz. Bu da tüm nesneler sıradandır demenin başka yoludur. Nesneye odaklanmak ÖZELLİK BASTIRMAYI (property repression) gerektirir. Buna özellik sınırlama da deriz.

Öyle ya! Taşa da oturabilirsiniz ama sandalye diyeceksiniz bunu sandalyeye oturmak olarak sınırlandırmak zorundasınız. Özellik bastırma gayet kullanışlı bir yöntemdir. Yalnız, paradokslar çıkınca (kaç sandalye var, Sorites Paradoksu, Theseus’un Gemisi) şunu unutmayın… Nesneler insan icadı, sıradan ve tekildir. Nesneler fiziksel değildir. Bunun da bir tekniği var ki ben de sizi yüzdük yüzdük kuyruğuna gelmişken yarı yolda bırakmayacağım. Bütün nesne ayırma koşulları ve bağlamlarını belirledikten sonra sandalye nesnesi, SANDALYE GİBİ OLAN ŞEY olacaktır (it is chair like).

Varlık felsefesi ve matematik

Bir de 2 artı 2 dört eder ( 2 + 2 is four). 2 artı 2 klasik aritmetikte her zaman 4 eder. Bu mutlaktır. Öte yandan “şu eşya sandalye gibi demek ki sandalye” derseniz buradaki “IS” aritmetiktekinden farklıdır. Öyle ki bu eşya sandalye gibi ama aslında koltuk da diyebilirsiniz! O sebeple sandalye gibi en sıradan nesnelerin fiziksel maddeden yapıldığını sanmak iki “IS” fiilini birbirine karıştırmaktır. Nitekim biz bir kavramı adlandırırken, örneğin sıcak kavramına sıcak derken kavramı bu isme sıkıştırırız. Adeta bilgisayar dosyası gibi sıkıştırırız. Oysa sıcak kavramı, sıcak bir günde terledim veya dudaklarım kurudu ya da ateşte elimi yaktım anlamına da gelir! Bu sebeple isimler kavramlara karşılık gelmez arkadaşlar:

İsimler kavramlara gönderme yapmaz, atıfta bulunmaz. Onları sadece kavramı ilgili bağlamlarda adlandırır. Bir adcı filozofun isimlerin içi boştur derken kastettiği budur. Merak etmeyin. Siz insan evladısınız. Bunu sezgisel olarak zaten yapıyorsunuz. Oysa inançlarda, felsefede ve teorilerde isimlerin kavramlara karşılık geldiğini düşünürseniz; yani ikisini bir tutarsanız hem yanlış kavramlar üretirsiniz hem de kavramlar (nesneler) enflasyonu yaparsınız. Örneğin büyük ne demektir? Büyük boy pizza, büyük adam, Büyük Türkiye, büyük ev… Hepsi ayrı şeydir. Bu sıfatla ismi karıştırmamak gibidir.

İlgili yazı: Kara delik kuasarlar galaksileri nasıl öldürüyor?

 

Öyleyse sandalyeler gerçektir!

Sandalyeler sadece insan icadı ve üretimi değildir. Sandalyeler aynı zamanda insan icadı nesnelerdir. Heidegger sanatı ve zanaatkarlığı techne ve poiesis; yani el yapımı yaratım, yapım ve üretim etkinliği olarak tanımlarken bunu kastetmiş olabilir. Alan Watts daha şairane söylüyor. Kovalar ve sandalyeler atomlardan yapılmamıştır. Atomlar tarafından gerçekleştirilir ve sahnelenirler. Shakespeare’in tüm dünya bir sahne demesi gibi evren de insan içermez. Evren evrimde türeyen insanlarla insanlaşır. Hem bizim zihnimizde oluştuğu hem de nesneler fiziksel olmasa da fiziksel şeylerden meydana geldiği için bu böyledir. Tıpkı zihnimizi barındıran VE üreten beyin gibi VE zihnimizin öz farkındalığıyla kendini yine yeniden üretmesi gibi. Öyleyse ben de ölünce toza dönerek toprağa dağılacak şey değilim.

Ben yaşam, ölüm, toz ve etrafa dağılan nesne, varlık ve oluşum. Oysa sıradan benzetmelerden anlayacağınız gibi kesinlikle bir şair değilim. Bu sebeple varlık yoktur, oluş vardır sözünü ve tersini saçma bulduğumu da artık itiraf edebilirim. Mademki nesneler insan icadı ama bunları bağlamlardan tümelleyerek tekleştiriyoruz; öyleyse varlık ve oluş değil, Sartre’ın dediği gibi sadece varoluş vardır. Parmenides ve Herakleitos ezelden beri birliktedir. Bu bağlamda sandalyeler fiziksel değil ve insan ürünü nesnelerdir ve sandalyeler vardır hem de son derece gerçektir!

İlgili yazı: 4 Kez Patlayan Süpernova Nedir?

 

Varlık felsefesi için şimdilik sonsöz

Yine de insan algısının dışında (bağımsız demeyelim; çünkü aynı fiziksel ortamın parçasıyız) fiziksel gerçeklik olduğunu da söylemiştim. İşte o belirsizlik ilkesi, temel parçacıklar, kuantum alanları ve benzeridir. İşte onu matematikle gösteriyoruz; çünkü fizik matematikle işliyor. Hem de bizim esnek ve değişken nesnelerin tersine matematik gayet mutlaktır. Hatta fiziksel dinamizmi mutlak matematikle gösteririz. Peki bu da insan zihninin nesnel tekilleştirme yetisinin bir sonucu mudur?

Bir ipucu: Kuantum dünyasında nesnel gerçeklik yoktur. Oysa Kuantum Darwinizm, nesnel gerçekliğin ya da mekanizmasının fiziksel olarak nasıl ortaya çıktığını gösterir. Bir düşünür ve bilim yazarı olarak bu beni hayran bırakıyor. Nesnelerin fiziksel olmadığını biliyorum ama onları üretecek beyni ve zihni oluşturan fiziksel mekanizmayı görebiliyoruz. Nesnelerin insan icadı olmasına rağmen ve kanatlı at gibi her zaman fiziksel bir karşılığının olmamasına karşın, fiziksel gerçekliğin bir GÖRÜNGÜsü (fenomen) olduğunu da görüyoruz.

Demek varlık felsefesi bitmedi

Henüz bilmediğimiz şeyler anlamında gizem devam ediyor. Varlık felsefesi daha yeni başlıyor.  Siz de BU BAĞLAMDA matematik evrensel dil mi, yoksa insan icadı mı diye sorabilirsiniz. Sonsuzluk gerçek mi yoksa matematik kurgusu mu ve kara deliklerin merkezinde tekillik var mı diye merak edebilirsiniz. Karmaşık sayıların kuantum fiziği için gerekli olup olmadığını araştırarak Riemann hipoteziyle insan aklı her şeyi bilebilir mi sorusuna geçebilirsiniz.

Newton’ın Pi sayısını hesaplamasına bakıp matematikte çözüm bekleyen 4 problemi sihirli karelerle görebilirsiniz. Hızınızı alamayıp matematik nesneleri ve sanal parçacıkların fiziksel gerçeklik taşıma olasılığını inceleyebilirsiniz. İnsan bilincini kodlayıp bilgisayara aktarmak mümkün mü sorusuna da göz atabilirsiniz. Kısacası felsefe, matematik ve yapay zekayı sevebilirsiniz. Bilimle ve sağlıcakla kalın.

Astronotlar 2035’te Mars’a sağ salim ulaşacak mı?


1Material Beings, Peter van Inwagen
2Ontology Made Easy, Thomasson
3The Concept of Identity, El Hirsch
4Objects and Persons, Trenton Merricks
5Ontology, Modality and the Fallacy of Reference, Michael Jubien
6Writing the Book of the World, Theodore Sider
7The Joyous Cosmology: Adventures in the Chemistry of Consciousness, Alan Watts

Elektron Spini Maddeyi Nasıl Oluşturuyor?

Elektron spini sizi, beni, yıldızlar, gezegenler ve yaşamı meydana getiren karmaşık maddeyi; atomlarla molekülleri nasıl oluşturuyor? Bu yazıda maddenin kökenini göreceğiz. Bugün size oturduğunuz sandalyenin içine neden hayalet gibi batmadığınızı anlatacağım. Bunun için de basit bir olgu ve tek bir parçacık kullanacağım: Hepimizin bildiği, sevdiği, o lambayı yakıp dizüstü bilgisayarlarla telefon ve tabletleri şarj etmemizi sağlayan, elektrik faturalarıyla cebimizi yakan elektron… Tamam, tamam! Tekniğe meraklı arkadaşlar için Pauli dışarlama ilkesi, spn istatistikleri teoremi ve asimetrik dalga fonksiyonunu anlatacağım. Hazırsanız başlıyoruz:

İlgili yazı: Kodlama İçin En Gerekli 16 Programlama Dili

 

Elektron spini ve kemer hilesi

Her şey elektron spiniyle başlıyor ve bunu anlatmanın en yolu da kemer hilesi yapmaktır. Birazdan biz de kemerimizi çıkarıp oyun oynayacağız. Size heyecanlı bir kuantum dersi vaat ediyorum ama sadece parçacıklara odaklanın. Öncelikle basit olgudan kastım tüm elektronların özdeş olmasıdır. Elektronların ikinci özelliği ise bunların kendi çevresinde bir tur atmak için 720 derece dönmesidir! İşte bu gariptir ama dediğim gibi kemer oyunuyla kolay anlayacaksınız.

Bir kere elektronlar Dünya gezegeni gibi kendi çevresinde dönmez (buna dönü veya rotasyon deriz). Bunun yerine elektronların spini vardır. Bunun detaylarını yazmıştım ama özetle, bir elektronun başlangıç konumuna geri dönmesi için 720 derece dönmesi gerekir. Bu yüzden elektronlara yarım spinli (1/2) parçacıklar deriz; çünkü 360 derece dönünce sadece yolu yarılamış olurlar. Kuantum mekaniği gariptir; ancak bildiğimiz evrenin oluşmasını da yarım spinli parçacıklara, yani fermiyonlara borçluyuz. Evrende maddenin kökeni elektron gibi kütleli parçacıklardır.

Oysa elektronlar yarım spinli olmasa Dünya gezegeni ve insan bedeni gibi karmaşık yapılar oluşmayacaktı. Dolayısıyla bu konuyu anlamak önemli. Yarım spin, Pauli dışarlama ilkesinin kökenidir. Bu ilkeyi en çok elektronların atom çekirdeklerinin çevresinde, hangi yörüngede nasıl döndüğünü açıklamakta kullanırız. Demek ki bu yazıda kuantum kimyanın temeline de değineceğiz. Yarım spinli parçacıklar ½, 3/2, 5/2 spinli filan olabilir. Böylece elektronların yanı sıra maddenin diğer bileşenleri olan kuarklar ve nötrinolar da fermiyon sınıfına girer. Peki evrende tam spinli parçacıklar var mı?

İlgili yazı: Gerçek Adem: ilk insan ne zaman yaşadı?

 

Var: Bozonlar

Bunlar tamsayı spinli parçacıklardır. Örneğin foton spini 1’dir. Bozonlar fizik kuvvetlerinin taşıyıcısıdır. Elektromanyetik kuvvet için fotonlar, güçlü nükleer kuvvet için gluonlar ve zayıf nükleer kuvvet için W ile Z bozonları, Higgs alanı için spini 0 olan Higgs parçacığı ve varsa yerçekimi için graviton… Gerçi onun spini 2’dir ve kendi çevresinde nasıl döndüğünü hayal etmeyi size bırakıyorum. Yalnız, spin sayısı 1 olan fotonları anlamak en kolayıdır. Bunlar sağduyuya gayet uygun olarak kendi çevresinde 1 turunu 360 derecede tamamlar. Zaten bozonlarla fermiyonları ayıran da spin sayısının özelliğidir!

Yarım spinli parçacıklar madde parçacıkları ve tamsayı spinli parçacıklar da enerji parçacıklarıdır. Maddeyle enerji arasındaki en basit ayrım budur. Oysa kütle enerjiden türeyen bir özellik olduğu ve entropi de ısı enerjisiyle ilgili olduğundan bu hikaye burada bitmez. Yine de madde–enerji ayrımına en iyi örnek lazer ışınlarıdır. Lazer ışınları eş evreli fotonlardan oluşur. Öyle ki lazere istediğiniz kadar foton ekleyebilirsiniz. Bunun için ışının genişliğini artırıp yer açmanız gerekmez.

İşte bu yüzden bilimkurgu filmlerindeki parçacık ışınlarından ziyade lazerleri kullanıyoruz; çünkü az enerjiyle çok güçlü lazerler üretmek mümkündür. Bunun yerine elektron lazeri veya elektron parçacık ışınları kullanmaya çalışın bakalım… Potansiyel olarak elektron parçacık ışınının yıkım gücü daha yüksektir. Ne de olsa elektronun hem ısısı hem momentumu hem de kütlesi var; ama bundan silah yapmak bugünkü teknolojiyi aşar. Keza Tesla’nın hayali olan nötr atom ışınları (Flash Gordon, Buck Rogers ve B sınıf Nazi filmlerindeki ölüm ışını) da şimdilik imkansızdır.

Elektron spini ve maddenin kökeni

Özetle lazere istediğiniz kadar foton sokabilirsiniz ama elektron ışınında bunu yapamazsınız; çünkü elektronlar aynı kuantum durumunu işgal edemez. Keza bir atom yörüngesinde eş spinli iki elektron olamaz (iki spin yukarı durumdaki elektron gibi). Pauli dışarlama ilkesinin en basit tanımı budur. İyi ki de öyledir! Yoksa atomların en düşük enerjili en alt yörüngesine, çekirdeğe en yakın yörüngeye sonsuz sayıda elektron sığabilirdi. O zaman da elinizde Hawking radyasyonu ile saniyenin ufak bir kesrinde buharlaşan mikroskobik kara delikler olurdu. Kuantum kimyayı ve maddeyi yok edip bütün evreni öldürdünüz. Aferin! Peki madde ve atomların kökeni olan Pauli dışarlama ilkesi nasıl çalışıyor?

İlgili yazı: Düz Dünya Teorisini Çürüten 12 Kanıt

 

Fermiyonların iki özelliği

Fermiyonların aynı kuantum durumunda olmasını engelleyen iki özellik vardır: 1) İpucunu verdiğim tuhaf dönüş simetrisi ve 2) Ayırt edilemezlik ki bu da elektronların özdeş olması demektir. İki elektron arasında yapısal bir fark yoktur. Atomdan bir elektron çıkarıp aynı yere başka elektron koyarsanız görebildiğimiz kadarıyla hiçbir şey değişmez. Elektronlar kusursuz tek yumurta ikizleri gibidir. 1 ve 2’yi birleştirdiğiniz zaman da kuantum mekaniğindeki spin istatistikleri teoremini üretirsiniz. Adı sizi ürkütmesin. Biraz ortaokul aritmetiği ve kemer oyunlarıyla işi çözeceğiz.

Oysa kemer hilesine geçmeden önce biraz da spinorlardan söz edelim. Nasıl ki fermiyonlar Fermi parçacıklarıdır, spinorlar da spinle dönen nesnelerdir. Öyle ki fermiyonların yarım spinli olmasının nedeni olasılık dalga fonksiyonudur. Parçacıklar hem tanecik hem dalga gibi davranır; ama bu dalgalar olasılık dalgalarıdır. Bu sayede Schrödinger denklemiyle parçacıkların konumu, hızı ve rotası gibi olasılıkları hesaplarız. Yarım spinli, 720 derece dönüşlü parçacıkların olasılık dalgaları da asimetriktir:

Animasyona bakın ve hem elektronun nasıl döndüğünü hem de o bantlara dikkat ederek kemer oyunları şakasının nereden çıktığını görün. Özellikle şuna dikkat edin: Elektronun yarım spinli olmasının sebebinin kuantum olması şart değildir. Henüz yerçekimiyle kuantum mekaniğini birleştiremediğimiz için kuantum fiziğinin eksik olduğunu biliyoruz. Demek istiyorum ki yarım ya da tamsayı spin, aslında parçacıkların uzayzamanla ilişkisini gösterir.

Elektron spini ve uzayzaman

Daha net söylersek: Parçacıklar uzayzaman denilen kutunun içinde çalkalanan toplara benzemez. Örneğin elektronların 720 derecelik spini kendi çevresinde iki kez tur attığı anlamına gelmez. Daha ziyade çevresindeki diğer parçacıklar, enerji ve kuantum alanlarıyla olan ilişkiler ağında başladığı yere geri dönmek için (bu ilişkilere göre) 720 derece dönmesi gerektiği anlamına gelir. Elbette elektron uzayda gider ve yer değiştirirken çevreyle ilişkisi de değişir. Peki bu ne anlama geliyor?

Elektron spini (kemer oyunu)


İlgili yazı: Evrenin En Büyük Yıldızı UY Scuti mi?

 

Elektron spini ve spinorlar

Dediğim gibi uzayzaman parçacıkların içinde oynadığı bir kutu değildir. Bizzat uzay ve zaman parçacıkların birbiriyle ilişkisi ve fiziksel etkileşimlerden türer. Bu kanıtlanmış bir teori değildir ama kuantum holonomi ve amplituhedron yazılarına bir bakın derim. Süpersicim teorisinde çalışanlarla kuantum fiziğinde daha geleneksel bir yaklaşım benimseyen teorik fizikçiler, uzayzamanın kökeni konusunda, özellikle de holografik ilke bağlamında ilginç bir şekilde anlaşmaktadır.

Pekala… Mademki spinorların tuhaf spini kuantum kökenli olmak zorunda değil; öyleyse sizi Paul Dirac’ın, yani kuantum mekaniğiyle özel göreliliği birleştiren efsanenin geliştirdiği kemer oyunuyla tanıştırayım. Şöyle yapacağız: Elinize bir kemer alın ve her elinizle bir ucunu kemeri bükmeden tutun. Kemerin tokası da elektron olsun. Kemerin kuşağı da elektronu evrene veya başka bir elektrona bağlayan bir nevi göbek kordonu olsun…

Şimdi elektronu, yani kemerin tokasını 720 derece çevirerek kemeri ikili burguyla bükün. Ardından gayet dikkatli bir şekilde bükülmüş kemeri iki ucunu hiç çevirmeden açın. Tabii ki elektron değil, insan olduğunuz için bu işlem sırasında kemerin bir ucunu, örneğin tokasını bırakmak zorunda kalacaksınız. Yine de önemli olan kemerin iki ucunun birbirine göre dönmemesidir. Bu durumda kemeri düzleştirmek için 720 derece (iki kez) çevirmeniz gerekti. İşte elektron gibi spinorları böyle düşünün arkadaşlar.

Elektron spini ve dışarlama ilkesi

Hatta kemerin iki ucunu iki spinor parçacığı olarak düşünebilirsiniz. Oysa kemeri sadece 360 derece döndürsek tümüyle düz yapamayacaktık. Bu durumda bir kemer oyunu daha; yani kendinizi bilimsel hissediyorsanız yeni bir deney yapabiliriz: Kemerin tokasıyla diğer ucu yer değiştirirse ne olur? Kemerin iki ucunu birbirine göre döndürmemeye dikkat ederek tokayı diğer elimizle tutar ve boşalan elimizle de diğer ucu kavrarsak elimizde 360 dereceyle bir kez bükülmüş kemer olur. Peki bu ne demek?

Spinorlar için 360 derecelik spin parçacıkların yer değiştirmesi demektir. Nitekim elektronlar yarım spinli olarak spin aşağı veya yukarı durumdadır. Elektron spinlerinin toplamı da bu bağlamda 0 eder. Bunu Pauli dışarlama ilkesi uyarınca iki spin yukarı elektronun aynı yörüngede olamayacağı gibi düşünün. Gerçi bunun tam açılımı, aynı yörüngedeki iki elektronun tüm kuantum sayılarının (toplam 4 sayıdır) aynı olamayacağını söylemek olurdu ama bu konumuz dışında. Ancak detaycı fizikçi arkadaşlar için bizi asıl endişelendirmesi gereken duruma bakalım:

İlgili yazı: Yıldızlar Ne Kadar Yaşar ve Nasıl Ölür?

 

Elektron spini ve olasılık dalgası

Yarım spinli parçacıkların 360 derecelik dönüşte yer değiştirmesi, elektronun birbirinden ayırt edilemezlik özelliğine sahip olmadığını mı gösteriyor? Ne de olsa özdeşlik spin istatistikleri teoreminin bir özelliği olup Pauli dışarlama ilkesine bağlıdır. Kaygılanmayın. Birazdan elektronların yer değiştirmeye rağmen ayırt edilemez olduğunu açıklayacağız; ama anlattıklarımızı özetlersek:

Evrende başlangıç konfigürasyonuna geri dönmek için kendi çevresinde 720 derece dönmesi gereken parçacıklar vardır. Bunlar elektronlar gibi yarım spinli parçacıklar olup bunlara spinor deriz. Spinorların yalnızca 360 derece dönmesi ise birbiriyle yer değiştirmesine yol açar. Peki bütün bunları gerçek elektronlarla nasıl bağlarız? Öncelikle spinor özelliği kuantum kökenli olmasa bile elektronlar olasılık dalga fonksiyonuyla tanımlanan kuantum parçacıklardır.

Bu yüzden kendi çevresinde klasik manada dönmezler. Örneğin bir parçacığın konum olasılıklarını basit bir sinüs dalgasıyla gösterebiliriz. Nitekim lazer ışınını oluşturan fotonları düşünün. Lazer sadece eş evreli fotonlardan oluşur; çünkü fotonların evresi kayarsa konum dalgalarının tepe ve çukurları üst üste binerek lazeri güçlendirmek yerine, tepeler çukurlara hizalanır ve dalga sönümlenir. Foton dalgaları birbirini sıfırlar ve evresi kayan fotonlar pratikte yok olur. Peki o zaman lazere ne olur?

İlgili yazı: Zamanda Yolculuk Etmenin 9 Sıra Dışı Yolu

 

 

Lazer ışını bozulur

Fermiyonlar için 360 derecelik spin yarım döngüye ve dolasıyla evre kaymasına karşılık gelir. Matematiksel olarak bunu bir sayının önüne eksi işareti koyarak gösteririz. Elektronların durumunda bu +1/2 ve -1/2, yani spin yukarı ile spin aşağı durumlar olacaktır. Bunun için resimdeki helezon amortisöre bakın. Tek sarmal, elektronun dönüşünün yarım kaldığı 360 dereceye karşılık gelir. Helezonun iki yayının üst üste binmiyor, örtüşmüyor olması da evre kaymasına karşılık gelir. Keza helezonu izlerken elektron spininin aslında kendi çevresinde dönmek olmadığını da kavrarsınız!

Öte yandan parmağınızı iki kat yay üzerinde gezdirdiğinizde, 720 derece dönüşle başlangıç konumuna geri dönerseniz. 360 derecelik iki yay dairesinin üst üste binmesi sıfırlanması anlamına geleceğinden, bu döngülerden birine + ve diğerine – işareti koymak mantıklıdır. Öyle ki +1/2 + (-1/2) = 0 olacaktır. Dolayısıyla elektronların uzaydaki hareketini gösteren spinor dalga fonksiyonu yassı ve basit bir sinüs dalgası değildir. Büyük ölçekte sinüs gibi dalgalanan ama aslında sinüs çizgisinin sarmal bir dalgadan (spin dalgası) oluştuğu bir olasılık dalgasıdır. Spin istatistikleri teoremine artık çok yakın olduğumuz için anlattıklarımızı yine özetleyelim:

Elektron spinorları

Elektronlar spinor parçacıkları olup başlangıç durumuna gelmesi için 720 derece dönmesi gerekir. Oysa 360 derecelik dönüş, elektron evresini yarım döngü kaydırarak elektronu belirleyen olasılık dalga fonksiyonunun başına eksi işareti ekler. Ayrıca kemer oyunundan bildiğimiz gibi spinor dalgasının negatif olması, yani 360 derecelik dönüş, aynı yörüngedeki iki elektronunun birbiriyle yer değiştirmesi anlamına gelir. Spin yukarı (+1/2) olan elektron spin aşağı (-1/2) olarak kardeşiyle yer değiştirir. Bu da birazdan göreceğimiz gibi aslında elektronların birbirinden ayırt edilemez, yani özdeş olduğunu kanıtlar. Geriye matematik kaldı ama rahat olun. Ortaokul aritmetiğini aşmayacağımıza söz vermiştim.

İlgili yazı: 10 Adımda kara deliğe düşen astronota ne olur?

 

 

Elektron spini ve dalga fonksiyonu

Olasılık dalga fonksiyonunu Grek alfabesindeki psi (Ψ) harfiyle gösteririz. Bu da bir atomdaki elektronun yörüngesi veya spini gibi olasılıkları hesaplamayı sağlar. Aslında Ψ olasılık genliğidir; çünkü elektronla ilgili en imkansız olanlar dahil tüm olasılıkları gösterir. Bir de elektron spini veya konumu gibi belirli bir durumun olasılık dağılımı vardır ki istatistik konusuna bu girer. Bunu da Ψ’nin karesiyle Ψ2 gösteririz. Bu da elektronu Bell eşitsizliği gereği, ilgilendiğimiz her kuantum durumu için defalarca ölçmeyi gerektirir. Sonuçta Pauli dışarlama ilkesiyle spin istatistikleri Ψ’ye bağlı olduğundan buna dikkat edin.

Şimdi resimdeki karbon ve oksijen atomlarına bakın ama detayları unutun. Sadece atom çekirdeklerini saran halkalara, yani elektron yörüngelerine dikkat edin. Çekirdeğe en yakın yörünge, en düşük enerji düzeyi olup buna taban durumu deriz. Diğer tüm yörüngeler ise yüksek enerjili, yani tahrik edilmiş elektronlar içerir. Bu yüzden bu yörüngelere de tahrik edilmiş durumlar deriz. Resimde bizi ilgilendiren kısım ise çekirdeğe en yakın iki halkadır. Dar olanı birinci yörünge ve geniş olanı da ikinci yörüngedir.

Biz de birinci yörüngeye A ve ikincisine B diyelim. A ve B’ye birer elektron koyalım ki bu durumda sistemin olasılık dalga fonksiyonu Ψ(A, B) olacaktır. A elektronu birinci yörüngede taban durumunda ve B elektronu da ikinci yörüngedeki tahrik edilmiş durumda bulunur. Peki elektronlar yer değiştirirse ne olur? A elektronu B yerine geçer ve B de A yerine geçer. Elektronlar fermiyon spinoru olduğuna göre, bu yer değiştirmeyi elektron dalga fonksiyonlarını -1’le çarparak gösteririz. Öyle ki elimizde Ψ(A, B) ve Ψ(B, A) fonksiyonları olacaktır ve zaten Ψ(A, B) = – Ψ(B, A)’dır.

Anti simetrik dalga fonksiyonu

Biz de parçacıklar yer değiştirirken eksi işareti alan dalga fonksiyonlarına anti simetrik, yani simetrik olmayan dalga fonksiyonları deriz (yazının başına bakın). Öte yandan bozonlar birbiriyle yer değiştirirken dalga fonksiyonlarının işareti değişmez. İşte bu yüzden bozonlar aynı kuantum durumunda bulunur. Mesela bir lazere istediğiniz kadar eşevreli foton ekleyebilirsiniz. Peki neden elektronlar yer değiştirince dalga fonksiyonlarının eksi işareti almasına (işaret değiştirmesine) rağmen bunlar aynı kalır? Spin istatistikleri için bunu görelim:

İlgili yazı: 5 Soruda Paralel Evrenler

 

 

Elektron spin istatistikleri

Bunun sebebi elektron olasılık dağılımının Ψ2 olmasıdır! Bir sayının karesini alırsanız eksi işareti kaybolur. Mesela -1 x -1 = +1’dir. İşte bu yüzden A ve B elektronları karşılıklı yörünge değiştirirken ayırt edilemezlik özelliğini, yani özdeşliği korur. |Ψ(A, B)|2 ifadesi |Ψ(B, A|2’ye eşittir. Tam yazarsak:

Aksi takdirde kimyasal reaksiyonlar ölüm fermanınız olurdu! Elektronlar yörünge değiştirirken aynı zamanda başka parçacıklara dönüşürdü. Şimdi de Ψ2 ifadesinin aslında elektronların süperpozisyonu olduğuna dikkat edin. Bu ne demek çok yazdım ama konumuz açısından şu anlama gelir… A yörüngesindeki elektronla B yörüngesindeki elektron arasında farklı yörüngeler dışında bir fark yoktur.

Peki hangi elektron hangi yörüngededir? Gözlemci açısından bu sorunun da hiçbir anlamı yoktur! İki elektron özdeştir. Ne fark eder ki? Zaten Ψ2’nin iki yörüngedeki elektronların olasılık dalgalarının süperpozisyonu olmasının sebebi budur. Nitekim bir elektronu ölçsek dolanık eşinin spinini tersine çevirmekten başka bir etki yaratamazdık. Pauli dışarlama ilkesi açısından bunu görmek için A ve B elektronlarının dalga fonksiyonunu ikiye bölerek ayrı ayrı inceleyelim:

Dalga fonksiyonunu bölüyoruz

Bunu kolay görmek için de tekil elektron dalga fonksiyonlarına A için taban durum g ve B için de tahrik edilmiş durum 1 diyelim. Biz bu yazıda atom yörüngelerini baz aldık ama birazdan göreceğiniz denklem, elektronların tüm diğer durum ve olasılıkları için de geçerlidir. O zaman taban durumdaki elektronun dalga fonksiyonu g(A) ve ikinci yörüngedeki tahrik edilmiş elektronla yer değiştirme olasılık fonksiyonu da f(A) olur. Tersi de B elektronu için geçerlidir: f(B) ve g(B). Bunu şöyle yazarız:

Ayrıca Ψ2 yüzünden hangi elektronunun A ve hangisinin B elektronu olduğunu da bilmediğimizi söylemiştim. Bu durumda iki elektronlu dalga fonksiyonu aşağıdaki gibi olacaktır:

Bu denklemi okursak eşitliğin sağındaki ilk ifade, A elektronunu birinci yörüngede ve B elektronunu ikinci yörüngede gösterir. Sağdan ikinci ifade ise B elektronunu birinci yörüngede ve A elektronunu ikinci yörüngede gösterir. Bunlar elektronların karşılıklı yer değiştirme olasılıklarıdır ki eksi işareti yer değiştirmeyi gösterir. Olasılıkların toplamını da eşitliğin solunda yine Ψ(A, B) olarak yazarız. Bunu sadeleştirirsek şöyle olur:

Tebrikler! İki fermiyonun dalga fonksiyonunu yazdınız! Artık Pauli dışarlama ilkesini kanıtlamaya çok yakınız. Şimdi size aynı spindeki (kuantum durumundaki) iki elektronun neden aynı atom yörüngesinde olamayacağını göstereceğim. Diyelim ki A ve B elektronlarının ikisinin de taban durumunda, yani birinci yörüngede olmasını istiyoruz. Bu neden imkansızdır?

İlgili yazı: Dünyadaki En Ölümcül 5 Toksin Nedir?

 

Neden iki elektron aynı durumda olamaz?

Elektronların yer değiştirmesi için olasılık işaretlerinin tersine dönmesi gerekir. Bu durumda bir elektronun dalga fonksiyonu pozitif ve diğeri negatif olacaktır. Bunların toplamı ise 0 eder. Demek ki iki elektronu aynı spinle aynı yörüngeye koyarsanız bunlar birbirini yok eder. Örneğin -1 x (1/2) + -1 x (-1/2) = -1/2 + ½ = 0 eder. Oysa iki elektron madde ve antimadde değildir. Birbirini yok edemeyeceği için de aynı spinle veya 4 sayısı eş olarak aynı yörüngede olamazlar. Nitekim Pauli dışarlama ilkesi der ki:

1) Bir yörüngede ikiden fazla elektron olamaz ve 2) iki elektron aynı spinde olamaz. Zaten 1’in sebebi 2’dir. Bir yörüngede 4 elektron olsa ikisi spin yukarı ve ikisi spin aşağı durumda olurdu ki bu da 2’ye aykırı olurdu. Oysa artık sadece düz mantıkla değil, neden kuantum mekaniğinde öyle olduğunu görüyorsunuz… Elektronlar yarım spinlidir (1/2) ve bir yörüngede iki elektron varsa toplam spinleri 0 olur. Öte yandan farklı kuantum durumlarındaki elektronların toplam spini 1 olabilir! 😮

Bu kez yörünge değişimi söz konusu olmadığı spin yukarı (+1/2) ve spin aşağı (-1/2) durumu toplayıp 0’ı bulmayız. ½ x 2 elektron = 1 spin sayısını buluruz ama tekrar ediyorum, bu toplam spindir. Ayrıca konumuz dışında kalır fakat spin istatistikleri teoreminin anlattığım kadar basit ve sınırlı olmadığını göstermek istedim. Yine de bunun bir anlamı var. “Hocam neden atom yörüngelerindeki elektronların karşılıklı yer değiştirmesi atomu değiştirmiyor; ancak atomdan atoma geçen elektronların yarattığı elektrik akımı parmağımı prize sokarsam beni çarpıyor” derseniz sebebi budur.

İlgili yazı: Y Kromozomu Kayboluyor. Peki Ya Erkekler?

 

Spin istatistiklerinin sonuçları

Parmağınızı elektrik prizine sokmayın tabii ama toplam spini 1 olan elektronları iki ayrı elektron olarak birbirinden ayırt edebilirsiniz. Sonuçta bedeninizdeki trilyonlarca atomun her birinin kendi elektron seti var değil mi? (Toplam spinin 0 ettiği durumların kuantum ışınlamayla da alakalı olduğunu eklemek isterim). Şimdi felsefe severler için biraz da saçmaya indirgeme (reductio ad absurdum) yapalım mı? Elektronlar ve diğer fermiyonların kuantum davranışlarını açıklayan denkleme Dirac denklemi deriz. Oysa özgün Dirac denkleminde asimetrik dalga fonksiyonu yoktu.

Öte yandan bozonlara sadece simetrik fonksiyonları uygulamak, bozon enerjisini sonsuza dek azaltarak sıfırlayıp enerjiyi yok etmek anlamına geliyordu. Bu da enerjinin korunumu yasasına aykırıydı. Gerçi bütün bunları açıklamak için kemerleri çıkarmak zorunda kaldık. Yine de belinizi sıkı tutarsanız gereğinden fazla gizemi açığa çıkarmadan bunu başarabilirsiniz.

Siz de astrofiziği kazara değiştiren yarım kalmış yıldıza şimdi ve SpaceX yıldız gemisinin mürekkepbalığı şekilli ısı kalkanına şimdi bakabilirsiniz. Evrenin sonunda patlayacak demir yıldızları ve kozmik sicimlerle yıldız çekirdeğinde yaşamı görebilirsiniz. Hızınızı alamayarak astronotların 2035’te Mars’a sağ salim gidip gidemeyeceğini sorguladığım ve 4 kez patlayan süpernovayı anlattığım Starbasekozan bilim videolarını da hemen izleyebilirsiniz. Bilimle ve sağlıcakla kalın.

İlkin kütleçekim dalgaları


1Construction of Dirac spinors for electron vortex beams in background electromagnetic fields
2Dirac Composite Fermion – A Particle-Hole Spinor
3Quantum electrodynamics with self-conjugated equations with spinor wave functions for fermion fields