Kurucu Teori: Fizik Bilimi Nasıl Yapılır?

Kurucu-teori-fizik-bilimi-nasıl-yapılır

Kurucu-teori-fizik-bilimi-nasıl-yapılırKurucu Teori nedir ve nasıl çalışır? Fiziğin anayasası ve metafiziği olmaya aday Kurucu Teoriyle evrenin büyük patlamayla oluşumunu nasıl açıklarız? Tüm evreni denk denklemle açıklayan her şeyin teorisini geliştirmeyi başaramadık. Peki her şeyin teorisini (TOE) geliştirmeden önce fiziğin kitabını yazmaya çalışalım mı? Önce TOE nasıl geliştirilir onu öğrenelim, sonra kuantum kütleçekim kuramını geliştirip tüm evreni açıklayalım? Bunun için de önce fizik yapmanın kurallar kitabını yazalım. Yerçekimini açıklayan genel görelilik ve kuantum alanları iki bağdaşmaz teoriyi birleştirmek için önce bunları birbirine çevirmenin yolunu bulalım. Teorik fizik ile kozmolojide yeni akım ve “adaptör kuram” olan Kurucu Teorinin amacı budur. Biz de teorik fizik ve pür matematikteki en derin problemi şimdi görelim:

Kurucu Teori neyi çözmek istiyor?

Fizikçiler Einstein’ın yerçekimini açıklayan görelilik teorisiyle parçacıkları ve enerjiyi açıklayan kuantum alan kuramını birleştirmek için 100 yıldır çalışıyor. Amaçları tüm evreni tek denklemle açıklayan her şeyin teorisini geliştirmektir. Bu yolda özel görelilikle kuantum mekaniğini birleştirdiler. Böylece Schrödinger’in olasılık dalga fonksiyonunu Dirac denklemi olarak yazdılar. Bu sayede parçacıkların davranışını kuantum alan kuramıyla açıkladılar. Işık ve ısıdan sorumlu elektromanyetik kuvvetle radyoaktif bozunumdan sorumlu olan zayıf nükleer kuvveti de elektrozayıf kuvvet olarak birleştirdiler.

Hatta Muhammet Adüsselam’la birlikte elektrozayıf kuvveti geliştirerek Nobel fizik ödülünü alan bilim efsanesi Steven Weinberg daha geçenlerde aramızdan ayrıldı. Bunlar teorik fiziğin en büyük başarılarıdır. Oysa 1983’teki elektrozayıf kuvvet başarısının ardından teorik fizikte bu kadar köklü bir ilerleme kaydedemedik.  Örneğin hem atom çekirdeklerini hem de protonlarla nötronları oluşturan kuarkları bir arada tutan güçlü nükleer kuvvetle elektrozayıf kuvveti birleştiremedik. Bunu amaçlayan teorilere Büyük Birleşme Teorileri, yani kısaca GUT diyoruz ama elimizde GUT yok. Oysa bunu yapsak bile fiziğin tüm evreni açıklaması için almamız gereken uzun bir yol var.

Nitekim yerçekimini kuantum alan kuramıyla birleştirerek kuantum kütleçekim kuramı geliştirmek istiyoruz; çünkü yerçekimini kuantumlaştırmayı bilmiyoruz. Yine de protonların kütlesi var ve onlar da kuantum dünyasına tabi atomaltı parçacıklar. Bu yüzden yerçekiminin kuantum tanımı olması gerektiğini düşünüyoruz. Diğer yandan kuantum kütleçekim kuramıyla GUT’u birleştirirsek bu kez tüm evrenin nasıl oluştuğunu açıklayan her şeyin teorisini (TOE) geliştireceğiz. Dile kolay ama yapması çok zor. Ne de olsa tüm evreni açıklayınca işimiz bitmiyor. Tersine yeni başlıyor:

İlgili yazı: Kodlama İçin En Gerekli 16 Programlama Dili

Kurucu Teori kurucu ortağı fizikçi Chiara Marletto.

 

Kurucu Teori ve çoklu evren

Kainatta birden fazla evren varsa olası tüm evrenlerin nasıl oluştuğunu açıklamak için TOE’yi genellemek gerekecek. Fizik ve kozmolojide yapmak istediklerimiz bunlar. Biz de önceki yazılarda her şeyin teorisini nasıl geliştiririz konusunu ele aldık. Sicim teorisi, ek uzay boyutları, Amplituhedron Teorisi ve kuantum holonomi gibi TOE adaylarını veya TOE geliştirmeyi sağlayacak yaklaşımları ele aldık. Hatta evreni oluşturan büyük patlamayı tetiklediğini düşündüğümüz kozmik enflasyon teorilerini inceledik.

Ezeli enflasyon ve kaotik enflasyon gibi alternatifleri araştırdık. Bununla yetinmeyerek kozmik enflasyondan türeyen çoklu evren tasarımını ve kuantum olasılık dalga fonksiyonundan türeyen çoklu dünyalar yorumunu felsefi açıdan analiz ettik. Varlık, varoluş ve bilimin ne anlama geldiğini sorguladık. Bol bol bilgi, zihin ve bilim felsefesi yaptık. Oysa bugüne dek ne GUT ne kuantum kütleçekim kuramı ne de TOE geliştirebildik! Dolayısıyla bu yazıda farklı bir şey yapacağım.

Kuantum enformasyon teorisinden türeyen Kurucu Teoriyi anlatacağım. Nasıl ki bugün evreni tamamlayan dört fizik yasası var, Kurucu Teori de bunların anayasası olmaya adaydır. Bir grup teorik fizikçi Kurucu Teori ile fiziğin kitabını baştan yazmaya çalışıyor. Sonuçta evreni tanımlayan iki ana fizik grubu bulunuyor: Dinamik ve genel teoriler. Örneğin kuantum alan kuramı sadece bu evreni değil, yerçekiminin yaşadığımız evrenden güçlü veya zayıf olduğu sonsuz sayıda evreni tanımlayabilir. Kuantum alan kuramı evrensel sabitlerin farklı olduğu diğer olası evrenleri de tanımlar.

Fizik ve metafizik ilişkisi

Sonuç olarak kainatta birden fazla evren varsa bu evrenlerin fiziğinin altında yatan daha temel bir fizik, Aristoteles’in kullandığı anlamda bir metafizik olacaktır. Kuantum alanları neden–sonuç ilişkisinde, yaşadığımız evrenden önce geldiğine göre kuantum alan kuramı da metafiziğin bir parçasıdır. Evrenimizi nasıl oluştuğunu eksiksiz açıklayan TOE ve olası tüm evrenleri açıklayan evrensel TOE ise metafiziğin diğer parçalarıdır. Öyle ki kuantum alan kuramının TOE’nin bir parçası olması gerekir.

Biz de bu yazıda bundan yola çıkacağız. “Madem her şeyin teorisini geliştiremedik bari TOE geliştirmenin kurallar kitabını yazalım. Önce fiziğin kitabını baştan yazalım. Sonra özellikle yaşadığımız evreni açıklayan dinamik teoriyi geliştiririz” diyen bilim insanlarını anlatacağız. Tahmin edeceğiniz gibi her şeyin teorisi genel ve bu evrenin fizik yasaları da dinamik teori olacaktır. Örneğin Büyük Birleşme Teorisi (GUT) sadece bu evrene özgü bir dinamik teoridir. Kuantum kütleçekim kuramı dinamik teoridir. Öte yandan GUT ve kuantum kütleçekimi birleştirmek mümkün olabilir veya olmayabilir!

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

 

Kurucu teori ve pür matematik

Bunları birleştirsek bile ortaya çıkacak teorinin her şeyin teorisi olması şart değildir. Bunun yerine ve birçok fizikçiye göre, büyük olasılıkla yalnızca bizim evrenimizin nasıl işlediğini anlatan bir TOE elde edebiliriz. Özellikle de evrenimiz, onu doğuran ortamdan bir faz geçişiyle ayrılarak oluşmuşsa bu böyledir. Nasıl ki sıvı su, su buzunun fiziksel özellikleri hakkında bize hiçbir bilgi vermez ve bunu araştırmak için su buzunu doğada görmemiz gerekir… Bu evrenin eksiksiz teorisi de evrenimizin, evrenler doğuran meta ortamdan nasıl oluştuğunu açıklasa da yetersiz kalabilir. Meta evren ortamın ne olduğunu açıklayamayabilir. Gördüğünüz gibi kozmolojide ciddi bilimsel ve felsefi sorunlar var.

İşte bu yazının konusu olan Kurucu Teori, fiziğin anayasası ve metafiziği olarak bu sorulara yanıt bulmaya çalışıyor. Kısmen işe yaracağından umutlu olduğumu baştan belirteyim. Oysa tümüyle işe yaraması zor görünüyor. Neden derseniz buna da pür matematikten örnek vermek istiyorum. Ünlü N=NP problemini Riemann Hipotezi yazısında anlatmıştım. En basit ifadesiyle insanlar evren hakkında her şeyi sorabilir ama bazı sorular yanıtsız olabilir… veya biz insanların bunları makul sürede yanıtlaması imkansızdır. Öte yandan N=NP ise ilginç bir imkan ortaya çıkar:

En derin fizik ve matematik soruları

O zaman hangi soruların cevabını verebileceğimizi, problemleri çözmeye gerek kalmadan, bir kahin gibi önceden haber veren bir denklem veya algoritma yazabiliriz. Hatta N=NP ise problemi ne kadar sürede çözeceğimizi de bilebiliriz. Bir bilgisayar düşünün ve size diyor ki “Bak abi, evrenin nasıl oluştuğunu bugünkü bilgisayarlar ve insan aklıyla çözmen 1 milyar yıl alır. Oysa şu kadar hızlı bir kuantum bilgisayarla bunu 100 yılda çözebilirsin.” İşte Kurucu Teori bu açıdan bir N=NP adayıdır. N=NP aklımıza gelen gelmeyen, imkansız olan olmayan her şey için geçerlidir; çünkü pür matematik sorusudur.

Kurucu Teorinin bu kadar kapsamlı olması imkansızdır; çünkü fizik matematikten sınırlı bir alandır. Matematik tüm tutarlı ve tutarsız denklemleri içerir. Fizik ise sadece doğada karşılığı olan denklemlerle ilgilenir. Bu sebeple çoklu evren varsa, kainatta sonsuz sayıda evren varsa ve Kurucu Teori hepsinin fiziğini yazmamıza imkan verse bile N=NP’nin ancak bir alt kümesi olabilir. Yine de tüm varoluşun matematiğini çözemeyecek olsak da tüm fiziği geliştirmek güzeldir! En azından bunun bir yolunu bulmak veya kurallar kitabını yazmak müthiş olur değil mi? Kurucu Teori işte budur. Ben de konu çetrefilli olduğu için önce bağlamını anlattım. Fizik, matematik ve felsefede hangi sorunları çözmeyi amaçladığımızı söyledim. Peki fiziğin kitabı olan Kurucu Teori nedir ve nasıl çalışır?

İlgili yazı: Düz Dünya Teorisini Çürüten 12 Kanıt

David Deutsch.

 

Kurucu Teorinin kökeni

Fizikteki en büyük buluşları yapan bilim insanları; mesela Einstein, Newton ve Heisenberg şu adımları izlemiştir. Birinci adım: Sıcaklık, basınç, gazlar veya bir parçacığın korunumu, hızı gibi evrenin bir özelliğini sayılarla ifade edin. İkinci adım: Bu sayıların zamanla nasıl değişeceğini öngören bir denklem yazın. Newton’ın evrensel yerçekimi yasası veya Boltzmann’ın termodinamik yasası gibi… Üçüncü adım: Buna göre fiziksel sistemin belirli bir başlangıç durumundan neye evrileceğini öngören bir teori yazın ve dördüncü adım: Eğer ticari zekanız ve mühendislik beceriniz varsa teorinizden yola çıkarak buhar makinesi, uçak filan tasarlayıp köşeyi dönün.

Özetle fizik bilimi, bir fiziksel durumun başlangıç (girdi) durumundan yola çıkarak sonuç (çıktı) durumunu öngörmek için dinamik yasaları kullanır. Aslında fizik yasası diye bir şey yoktur; çünkü fizik biliminin hukuku yoktur. Biz de bunlara fiziksel etkileşimler deriz ama anlatımda kolaylık olması açısından fizik yasaları diyorum. Bu tanımladığımız süreç mekanik yaklaşımdır. Newton mekaniği, kuantum mekaniği derken bu süreci anlatırız. Oysa yerçekimini tanımlayan görelilik teorisi mekanik değildir ve kuantum mekaniğine uymaz.

Bu yüzden doğayı mekanik olarak tanımlama yaklaşımının sınırlarına vardığımızı söyleyebiliriz. Mekanik görüş yanlış değildir! Sadece onunla yapabileceğimiz fiziği yaptık ve daha genel, daha kapsayıcı bir fizik için mekanik, belki de indirgemeci yaklaşımı tümden terk etmemiz gerekiyor olabilir. Elbette ki fiziği, kimyayı, biyolojiyi, akışkanlar mekaniğini, kozmolojiyi farklı denklemlerle göstermek iyidir. Böylece her anabilim dalında derinleşiriz ve kafamız karışmaz. Öte yandan tüm evreni tanımlayan her şeyin teorisi için bütün bunları birleştirmemiz gerekiyor.

Her şeyin teorisini kurmak

Nitekim termodinamik, Newton mekaniği ve elektromanyetizma gibi anabilim dalları iki ana teoriden türüyor. Bunlar da kuantum mekaniği ve Einstein’ın genel görelilik teorisidir. Her şeyin teorisinin bu ikisini birleştirmesini umarız ama bu en baba teoriyi bir türlü geliştiremedik. İşte bu yüzden bilim insanları son 10 yılda fiziği baştan tasarlamaya, fiziğin kitabını baştan yazmaya karar verdiler. Belki de fizik yapma yöntemlerimizi kökten değiştirmek zorundayız. Bu konuda birçok yaklaşım var. Oysa içlerinde diğerlerine esin kaynağı olmak açısından da en temeli Kurucu Teoridir.  Kurucu Teoriyi 2012 yılında Oxford Üniversitesi’nden teorik fizikçi David Deustch ve Chiara Marletto geliştirdi.

İlgili yazı: 18 Ayda Nasıl 24 Kilo Verdim?

 

Kurucu Teorinin temeli nedir?

Mekanik yaklaşımda fiziğin temeli fiziksel bir süreci tanımlayan matematik işlemleridir. Kurucu Teoride ise fiziğin temelleri daha basittir. Bunlar bir sürecin mümkün olup olmadığını gösteren, evet ve hayır cinsinden yanıtlardır. Kısacası Kurucu Teoride ikili sayı düzeni, evet için 1 ve hayır için 0 kullanmak yeterlidir. İkili sayı sisteminden tahmin edeceğiniz gibi Kurucu Teori, kuantum bilgisayarların işleyişini de gösteren kuantum enformasyon teorisinden türemiştir. Kurucu teori genel görelilik ve kuantum mekaniği dediğimiz iki üst anabilim dalında mümkün olan ve olmayanı daha temel bir yasayla ayırır.

Bu yasa termodinamik yasasıdır. Dahası termodinamiğin bu evrene özgü olduğundan emin değiliz. Termodinamik yasaları dinamik değil, genel olabilir. Nitekim enerjinin korunumu bütün evrenler için geçerli olmalı. Örneğin bu evrende ısı sıcaktan soğuğa akar. Oysa soğuk cisimlerin sayısı sıcak cisimlerden açık ara fazla olsaydı ısı soğuktan sıcağa akacaktı. Nitekim mutlak sıfırda öyledir. Peki soğuk cisimlerin sayısı fazlayken aslında ne olur? Isı soğuk cisimlerden daha soğuk cisimlere akar. Mutlak sıfıra inen cisimlerin belirsizlik ilkesi sebebiyle yok yere rastgele titreşmeye ve ısınmaya başlaması dışında, termodinamik yasaları aynı kalır. Isının soğuktan daha soğuğa akması da sıcaktan soğuğa akmasıdır!

Kurucu Teori ve termodinamik

Dolayısıyla kuantum mekaniği ve genel görelilik teorisinin yaşadığımız evrenin işleyişini göstermek için termodinamiği baz alması gerekir. Termodinamik de enerjinin korunumunu baz alır. Dikkat edecek olursanız buraya dek mekaniği ve indirgemeci yaklaşımı kullandık. Kurucu Teori de öyle yapıyor. Tek fark olarak kuantum mekaniği ile genel göreliliği mekanik ve indirgemeci yaklaşımla birleştiremeyeceğimizi söylüyor. Özetle genel görelilik ve kuantum mekaniğinde neyin mümkün olup olmadığını sadece o teorilerin kurallarıyla göstermeyiz. Aynı zamanda bu kuralların dayandığı en temel kurallarla gösteririz; yani enerjinin korunumuyla… Enerjiyi yok edemez ve yoktan var edemezsiniz:

İlgili yazı: Dünyadaki En Ölümcül 5 Toksin Nedir?

 

Kurucu teori nasıl çalışır?

David Deutsch’un söylediği gibi “bir bilgisayar prensipte herhangi bir fiziksel sürecin simülasyonunu yapabiliyorsa o zaman tüm fiziği kuantum bilgisayar teorisi olarak yazabiliriz.” Yalnız kafalar karışmasın diye baştan belirteyim. Evreni bir bilgisayar simülasyonu olarak ifade etmekle evrenin bilgisayar simülasyonu olması aynı şey DEĞİLDİR. Kuantum makinist Seth Lloyd’un belirttiği gibi “evren sadece kendi simülasyonunu yapan doğal bir bilgisayar olabilir.” Başkasının yazılımını çalıştırması şart değildir.

Bu yazı o kadar yanlış anlamaya müsait konularla dolu ki kendimi sürekli filmin sonunu önceden söylermiş gibi hissediyorum. Neyse… Deutsch’un görüşleri fiziğin en büyük üstatlarından John von Neumann’ın çalışmalarına uzanıyor. Zaten evrensel kurucu (universal constructor, kozmik inşaatçı) kavramını geliştiren de odur. Hatta evrensel bilgisayar kavramını zaten biliyor olabilirsiniz. Bilimkurguda okuma olasılığınız yüksek… Isaac Asimov’un ünlü Son Soru öyküsü ve Ursula K. Le Guin’in Ansible ışıktan hızlı bilgisayar konsepti von Neumann’dan alıntıdır. Kısacası evrensel bilgisayar her türlü bilgisayar işlemini ve fiziksel işlemi yapabilir.

Kurucu Teori ve Turing makinesi

Hatta kendi kopyasını yaratabilir! Bu açıdan Turing Makineleri de (yani bilgisayar teorisinin temeli olan ideal bilgisayarlar) birer Turing makinesidir. Yalnız bir farkla… Bir Turing makinesinin ne zaman bozulacağını bilemezsiniz. Turing makinelerinde N=NP değildir; çünkü öyle olsa bir bilgisayarın ne zaman bug vereceğini bildiren bir algoritma yazmak mümkün olurdu. Bu imkansızdır; çünkü Turing makinesinin kusursuz kopyasını yapmak imkansızdır. Bunun nedeni kuantum enformasyonu kusursuz klonlamanın imkansız olmasıdır. Buna yazının sonunda geri geleceğim ama Deutsch’un Kurucu Teorisinin sınırlarını görmeniz açısından bu önemlidir. Sonuçta Deutsch, doğanın nasıl işlediğini göstermek için evrensel bilgisayar tasarımını kullanabileceğini fark etti:

İlgili yazı: Mars Gezegenini Dünyalaştırmak Ekonomik mi?

 

Kurucu Teori ve Newton mekaniği

Fiziksel gerçekliği çeşitli “görevler” yoluyla doğada değişiklik yapan “kurucularla” gösterebiliriz. Bunlar bir kurucunun bir şeyi yapmasının mümkün olup olmadığını gösteren dönüşümlerdir. Dönüşümler derken burada detaya gerek olmasa da matematiksel transformasyonlardan söz ediyorum. Yine de Kurucu Teori özünde karşıolgusaldır. Kısacası bu teori, bir elmanın ağaçtan yere düşmesi gibi olgularla ilgili değildir. Böyle bir şeyin mümkün olup olmadığını gösteren meta olgularla ilgilidir. Meta olgular bir kurucunun bir görevi tamamlamasının mümkün olup olmadığını gösterir. Bunlar doğadaki fiziksel bir sürecin mümkün olup olmadığını gösteren matematik işlemleridir.

Bir matematik işlemini çözerseniz ilgili fiziksel süreç mümkündür. Çözemezsiniz imkansızdır. Nitekim karşıolgusallar kuruculardan (bir fiziksel sistemin işleyişini gösteren matematiksel operatörlerden) daha önemlidir. Sonuçta bilimde bir teoriyi kanıtlamazsınız. Sadece yanlışlayabilir, yanlış olup olmadığını gösterebilirsiniz. Kurucu Teorinin deyim yerindeyse kurucu ortağı Chiara Marletto diyor ki “Bu teori doğada mümkün olan ve olmayan şeylerin bilimidir”. Örneğin Kurucu Teori, Newton mekaniğinde mümkün olan ve olmayan şeyleri hareket denklemlerini çözmeden gösterir.

Öyle ki fiziğin bilmediğimiz bir alanında neyin mümkün olduğunu gösterir. En basitinden kuantum mekaniğiyle görelilik teorisini birleştirmenin mümkün olup olmadığını gösteren bir deney tasarlamayı sağlar. Buna da geri geleceğim ama geleneklere uyalım. Kurucu Teorinin nasıl çalıştığını tabii ki Newton mekaniğiyle gösterelim. Ne de olsa modern fiziğin temel yaklaşımı olan mekanik felsefeyi Newton Mekaniği kurmuştur. Öyleyse Kurucu Teoriyi Newton’un yerçekimi yasasına uygulayalım!

İlgili yazı: Zamanda Yolculuk Etmenin 9 Sıra Dışı Yolu

 

Elmalar yere düşer mi?

Bu soruyu Kurucu Teoriyle yanıtlamak için Newton mekaniğinde bir elmanın belirli bir girdi (başlangıç) durumunda olmasının mümkün olup olmadığını sorarız. Örneğin bir elmanın kendiliğinden havada asılı kalması mümkün müdür? Hayır. Genel görelilik yasaları bunu yasaklar. Serbest düşüşteki bir elma uzayzamanda bir jeodezik (kesel) izlemek zorundadır. Bu da yere düşmesine neden olur. Peki ya elmanın kendiliğinden altına dönüşmesi? Bunu da kuantum mekaniği ve enerjinin korunumu yasaklar.

Yasakladığını nasıl biliriz derseniz… 1) Bu yasaların iç tutarlılığı bunu yasaklar ve 2) Bu yasalar elmayla ilgili başka öngörülerde bulunur. Bunları da deney ve gözlemlerde görürüz.

Yanlışlama kuralı gereği 3) Doğada elmanın kendiliğinden altına dönüştüğünü hiç görmedik yazmadım. Görmedik ama bunun bilimde anlamı yoktur. Öte yandan Newton mekaniği ve görelilik teorisi, ağaçtan kopan bir elmanın dış etkiler olmadan yere düşmesine izin verir. Biz de böylece Kurucu Teorinin çalışma ilkeleri ve işleyişini gördük. Peki bu teoriyi kuantum kütleçekim kuramı geliştirmekte nasıl kullanırız? Şimdi bütün bu teorik tartışmalardan pratik bir şey çıkarmaya çalışalım. Mesela boşluktan bedava enerji çekerek kullanan veya enerjinin tamamını yararlı işe çeviren makineler var mı?

İlgili yazı: Okyanuslar Hakkında Yanıtını Bilmediğimiz 7 Soru

 

Kurucu Teori ve devridaim makinesi

Devridaim makineleri mümkün mü? Örneğin bir su dolabını düşünün. Tepede bir çukur kazıp içine su koyuyorsunuz. Sonra bu havuzdan aşağı su döküyorsunuz. Aşağıda çemberine kovalar takılı bir çark var. Bu su dolabı yukarıdan dökülen suyun gücüyle dönüyor ve kovalara koyduğu suyu havuza geri taşıyor. Böylece ne çark duruyor ne de havuz bir gram su kaybederek boşalıyor. Bu mümkün mü? Makine mühendisleri hiç kasmadan şunu söyler: Su dolabı milinin torku vardır ve tork çarkı yavaşlatacaktır. Bu da suyun tamamını havuza geri koymasını engelleyecektir. Hem su da havuz ve kovalardan taşabilir.

Oysa bizim dinamik teorilerin koridorlarında kaybolmaya niyetimiz yok. Boşuna vakit harcamadan diyelim ki devridaim makineleri enerjinin korunumuna aykırıdır. Kapalı bir sistemde enerjinin tamamını yararlı işe dönüştüremeyiz. Enerjinin bir kısmı ısı olarak ortama kaçar. Artık sallanan kovadan su yere dökülüp ziyan oldu mu dersiniz, yoksa aksın torku çarkı sarsıp yavaşlattı mı dersiniz… hiç fark etmez. Termodinamik devridaim makinelerini yasaklar. Siz de bu aşamada “Kurucu Teoride yenilik yok ki hocam! Zaten bilim böyle yapılır” diyebilirsiniz ama biz Kurucu Teoriyi bildiğimiz fiziğe uyguladık.

Peki ya bilmediğimiz fizik?

Mesela kuantum kütleçekim kuramı geliştirmeyi bilmiyoruz. Elektrozayıf kuvvetle güçlü nükleer kuvvetin birleştiğinden de emin değiliz. Peki bunları birleştirecek bir teoriyi yazmadan önce bunun mümkün olup olmadığını bilebilir miyiz? Evet! Prensipte Kurucu Teorinin bunu bize söylemesi gerekir. Geldik mi şimdi sınırlı N=NP varsayımına? Fizikte mümkün olan teorilerin bir algoritmasını yazmak isteriz. O zaman şu teorileri geliştirmeyelim, nasılsa imkansız olduğu baştan belli diyerek zaman kazanırız. Gödel Eksiklik Teoremi ve Newton Pi Sayısını nasıl hesapladı yazılarında anlattığım gibi Kurucu Teori Hilbert formalizmi ve kümeler teorisine dayanır. Daha doğrusu bunları entegre eden enformasyon teorisini baz alır. İşte bu sayede hangi dinamik yasaların mümkün olduğunu gösterir:

İlgili yazı: DNA Testi Yaparsanız Neler Öğrenirsiniz?

 

Kurucu Teori ve kuantum kütleçekim

Einstein’ın genel görelilik teorisindeki yerçekimini kuantumlaştırmak mümkün mü? Bunu yanıtlayacak bir düşünce deneyi tasarlayabilir miyiz? Kurucu Teori uyarınca evet. Bunun için kuantum dolanıklığı ve mademki enformasyon teorisinden bahsediyoruz kübitleri temel alalım. Kübitler kuantum bilgisayar veri bitleridir. Kuantum bilgisayarlar da kübitleri dolanıklığa sokarak çalışır. Kübitler atomlar, elektronlar ve benzeri olabilir. Bunların dolanıklığa girmesi fiziksel özelliklerinin bağıntılı olması demektir. Oysa dolanıklık sihirli bir şey değildir. Parçacıkların dolanıklığa girmesi için önce birbiriyle temas etmesi gerekir. Ardından dış müdahale olmadan aralarını açarsanız dolanıklığı korurlar.

Dolanıklık sayesinde 10 milyar ışık yılı uzaktan bile birbirini anında, yani yerel olmayan şekilde etkiler. İki dolanık parçacık diğer parçacıklar aracılığıyla da dolanıklığa girebilir. Bu da Kuantum Darwinizm ilkesi olup evrenin insan zihninden, yani gözlemciden bağımsız olduğunu gösterir. Nitekim kuantum alanları işte böyle birbirini zincirleme olarak etkileyen parçacıklardan oluşur. Kuantum alanları parçacıklar arasındaki etkileşimlerden türemekle kalmaz. Aynı zamanda parçacıklar kuantum alanlarındaki titreşimlerdir. Bu iki söylem parçacık–dalga ikiliği bağlamında bölünmez bir bütündür.

Ayrıca kuantum dolanıklık ışıktan hızlı iletişime de izin vermez. Bütün bu nedenlerle kuantum alanları enformasyon taşımaz. Oysa enformasyonun parçacıklar arasında en fazla ışık hızında aktarılmasını sağlayan bir süper enformasyon ortamı yaratır. Zaten enformasyonun iletilmesi ancak bu tür alanlarla mümkündür. Önceden detaylı yazdığım üzere kuantum dolanıklık kuantum alanlarıyla gerçekleşir. Kurucu Teoriye geri dönersek şunu söyleyebiliriz… Yerçekimi özünde kuantumsa parçacıkları, birbirinden uzaktaki iki kübiti bir şekilde dolanıklığa sokabilir.

İlgili yazı: İnternette teknik takip ve gözetimi önleme rehberi

 

Kurucu teori ve graviton

Özetle Kurucu Teori bize kuantum kütleçekim kuramı geliştirmeye çalışmadan önce yerçekiminin kuantum olduğunu test etme şansı verir. Örneğin sicim teorisi gibi yerçekimi parçacığı gravitonların varlığını öngören teoriler vardır. Bugüne dek pek denemedik ama ilk yapmamız gereken şeylerden biri, kuantum kütleçekim kuramlarında graviton dolanıklığını incelemektir. Gravitonları bugünkü teknolojiyle görmek imkansızdır. Oysa graviton dolanıklığının evrensel yerçekimi alanını etkilemesi gerekir. Biz de graviton dolanıklığının yerçekimine etkisini hesaplayarak işe başlarız.

Sonra yerçekimi alanını bu değişikliklere göre modifiye ederiz. Ardından gökcisimlerinin uzayda devinimine bakarız. Örneğin yıldızların kara delikler ve birbirinin çevresinde nasıl döndüğünü inceleriz. Görelilik teorisinden sapmalar görürsek ve hata payını sigma 5 seviyesine çekersek bunlar kuantum kütleçekime işaret edecektir. Sonuçta elektrozayıf ve güçlü kuvvetin yerçekimini etkilemediğini biliyoruz. Kurucu Teori henüz tam geliştirilmedi ama bugüne dek tasarladığımız teorilerde hep gördüğümüz doğayı açıklamaya çalıştık. Belli ki bu artık yetmiyor.

Bunun yerine fizik kitabının başına dönmeli ve bilimin temellerini hatırlamalıyız. Kuantum kütleçekim gibi kanıtlanmamış kuramların etkilerini hesaplamalı ve bunları doğada aramalıyız. Sonuçta tüm bilimsel teorilerin diğer teorilerde olmayan yeni öngörülerde bulunması gerekir. Sonra bunları deney ve gözlemlerle test ederiz. Bunun için Kurucu Teoriye gerek yok ki hocam diyebilirsiniz. Oysa ben size sadece teorinin mantığını anlattım ama işin denklem tarafı da var.

İlgili yazı: İlk Canlılar Ne Zaman ve Nasıl Ortaya Çıktı?

 

Kurucu Teorinin eksiklerini gidermek

Matematikte formalizmden yola çıkarak dinamik teorileri matematiksel olarak test edecek meta denklemler geliştirmemiz gerekiyor. Bu insanların yapamayacağı kadar zor bir iştir. Örneğin Russell 20. yy’ın başında tüm matematiği Hilbert formalizmiyle yazmak istedi. Buna karşın 2 + 2 = 4 işlemini formel olarak kanıtlaması yüzlerce sayfa aldı. Böylece havlu attı ve bilinen matematiği kanıtlama hayalinden ömrü yetmeyeceği için vazgeçmek zorunda kaldı. Oysa günümüzde süper bilgisayarlar var VE kuantum bilgisayarlar geliyor. Paralel çalışan kuantum bilgisayarlar hem çözemeyeceğimiz problemleri hem de çözmesi uzun süren diğer bazı problemleri hızla çözebilir.

Dolayısıyla kuantum bilgisayarlar fizikte yepyeni bir kapı açabilir. Yine de bu yeterli olmayacaktır. Düşünsenize… Kuantum kütleçekim kuramı geliştirmeden önce yerçekiminin kuantum dolanıklık denklemini nasıl yazarız? Bunu nasıl test ederiz? Bence bu konuda Kurucu Teoriye iki teori yardım edebilir. Bunlardan biri Kuantum Holonomidir. Bu da bir meta teori olup fizikteki farklı yasaları birbirinin diline çevirir. İkinci umudum Amplituhedron Teorisi… Bu da kuantum parçacıkların enerji değerleri arasında analitik geometri ilişkisi kuruyor.

Şimdilik sonsöz

Görelilik teorisi analitik geometriye dayandığından Amplituhedron, yerçekimini kuantumlaştırmakta işimize yarayabilir. Yine de bunlar indirgemeci veya mekanik yaklaşımlar değildir. Kurucu Teori bir network teorisidir. Zaten hangi teoriler gerçektir diye soran bir meta teorini mekanik olamaz. Peki nesnel gerçeklik var mı? Varlık ve varoluş nedir? Nesneler gerçek midir? Fiziksel gerçeklik var mıdır, yoksa doğanın insan zihnindeki kurgusu mudur? Bu bağlamda matematik doğanın evrensel dili mi yoksa insan icadı mıdır?

Bunları da şimdi okuyabilir ve sanal parçacıkların fiziksel gerçekliğini araştırabilirsiniz. Hızınızı alamayarak karmaşık sayıların kuantum fiziği için şart ve sonsuzluğun gerçek olup olmadığına bakabilirsiniz. Kendinizi cesur hissediyorsanız N=NP’yi kanıtlayan gücü ve bilgisi her şeye yeter bir varlığın özgürce karar alma yetisi olup olmadığını da Maxwell Şeytanı’nda sorgulayabilirsiniz. Gelecek yazıda görüşmek üzere bilimle ve sağlıcakla kalın.

Venüs’ün hiç okyanusları oldu mu?


1Constructor Theory
2Constructor Theory of Information
3Constructor Theory of Life

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir