Bilimde rastgelelik kesinlikle var mıdır?

Adam Fawer'ın Olasılıksız adlı romanında tam da bu konu işlenmektedir. Evren deterministik mi? Yoksa indeterministik mi? Laplace, evrenin deterministik olduğunu düşünür ve bir yazı-tura oyununda madeni paranın hızını, yapıldığı maddeyi, hava direncini, kütleçekimini vs. bilirsek paranın yazı mı tura mı geleceğini bilebileceğimizi söyler. Aynı şekilde evrenin de böyle olduğunu, her olayın belirli bir sebep-sonuç zinciri sonucunda oluştuğunu, Büyük Patlama'dan itibaren evrenin hangi zamanda nasıl olacağını bilebileceğimizi söyler. Peki gerçekten de öyle mi? Özgür irade dediğimiz şey yok mu? Rastlantısallık yok mu?

Çok kısa bir cevap vereyim. Bilmiyoruz. 1927 yılında Werner Heisenberg, Belirsizlik İlkesi'ni öne sürdü ve bir parçacığın momentumunu ve konumunu aynı anda bilemeyeceğimizi söyledi. Yani parçacıkların hareketi olasılıklar üzerine kuruluydu. Bu durum determinizmi tamamen bitirmiş gibi gözükse de bilim adamları determinizm hakkında üçe ayrıldı:

1. Belirsizliğin sebebi cehaletimizdir. Kuantum dünyasına ait teorilerimiz eksiktir. Bir gün matematiksel teorilerimiz belirsizliğin olmadığını kanıtlayacaktır.
2. Günümüz bilimi ve teknolojisinin yetersizliğinden kaynaklı belirsizlik bulunmaktadır. Bir gün bilimin ve teknolojinin gelişmesiyle beraber belirsizliğin olmadığı kanıtlanacaktır.
3. Belirsizlik vardır ve evren indeterministiktir.

Dediğim gibi henüz bilmiyoruz. Özgür iradenin varlığı hakkında elimizde en ufak bir delil yok. Aynı şekilde Belirsizlik İlkesi de determinizmin önüne bir duvar örüyor. Şahsen ben bilimin ve teknolojinin gelişmesiyle bu sorunun cevabını bulacağımızı düşünmekteyim. Belirsizlik İlkesi ve determinizm hakkında detaylı bilgi edinmek isterseniz aşağıda bıraktığım videoları izleyebilirsiniz.

Evet vardır

Rastgelelik , hangi olasılığın gerçekleşeceğini öngörememiz için kullanılan bir terimdir

Kuantum evrenine girdiğimiz zaman devreye olasılıklar girer

Süperpozisyonda atom altı parçacıklar gözlemlenmediğinde her iki durumda birdendir hem 1 hem 0 dır , kedi hem ölü hem diridir

Çift yarık deneyinde gözlemlenmeden fotonun veya elektronun hangi yarıktan geçtiğinin bilinmesi imkansızdır

Bunun olasılığını hesaplanabilir ancak gözlemlenmeden önce hangisinin doğru olduğu belli değildir ölçülemez

Kuantum evrenin de başka bir olgu ise Heisenberg belirsizlik ilkesidir

Bir elektronun hızı ve konumu aynı anda ölçülemez bunun öngörülmesi imkansızdır

Makro evrende ise Kaos Teorisi devreye girer başlangıç koşulları tam olarak ölçülemez bu da uzun sürede inanılmaz sapmalara sebep olur

Doğada ve uzayda değişkenlere bağlı belirlenen bazı değişimlerin grafikleri uzun sürede aperiyodikleşmeye başlar yani kendini tekrar etmez bu da determinizmi ortadan kaldırır ve Kaos baş gösterir

Üç Cisim problemi de uzay zaman da 3 cisimin başlangıç koşulları bilinse bile bu cisimlerin birbirlerine etkileri sonucunda izleyecekleri yolun öngörülemeyeceğini bunun analitik bir çözümü olmadığını gösterir

Bilimde rastgelelik vardır. Muhtemelen evrende rastgelelik olduğu için bu böyle. "Deterministik bir açıklama yapamadığımıza mı rastlantısal diyoruz?" Bu soru oldukça anlamlı. Çünkü rastgeleliğin doğaya içkin mi yoksa bizim doğa hakkındaki bilgi eksikliğimizden mi kaynaklandığına dair bir soru bu. Örneğin, mutasyon mekanizmalarındaki rastgelelik bizim o mekanizmaları tam anlamıyla çözemediğimizden mi kaynaklanmaktadır? Yoksa gerçekten doğada rastgelelik olduğu için mi böyledir? Sorularının yanıtı da doğada rtastgelelik olup olmadığına dair sorulardır.

Klasik fizikte rastgeleliğin bizim bilgi eksikliğimizden kaynaklandığı savunulurdu. Ancak 1900 lere geldiğimizde yaşanan bir dizi gelişme, rastgeleliğin bizim bilgi eksikliğimizden kaynaklı olmaktan çok, doğanın kendisinde olabileceği fikri kendisini göstermeye başladı. Özellikle düşük boyutlara indikçe rastgelelik daha da görünür oldu. Önce istatistik fizik, ardından kuantum fiziği "rastgelelik" tartışmalarını fiziğin içine sokuverdi. Bu gün geldiğimiz noktada olasılığın determinist yorumları üzerindeki tartışmalar devam ederken, olasılığın doğaya içkin olduğu, onun ayrılmaz bir parçası olduğu görüşünü savunanlar da çoğalmaktadır.

Türkçe'deki bazı kitaplar:

Doğa bilimlerinde pozitivizm (Philipp Frank) pozitivizmi eleştirmek ve olasılıkçı determinizm (Yılmaz Öner)

Rastlantı ve Kaos - David Ruelle

Rastlantı ve Zorunluluk - Jacques Monod

Bu rastgelelikten ne anladığınıza bağlı. Takip edilir zannetigimiz (kesintisiz gibi algıladığımız) süreçler örneğin bir okun hareketi eğer evrende zaman kuantalar halinde parçalardan oluşuyorsa bu demektir ki daimi (süreğen) hareket evrende bulunmaz. Bizler sadece gözlerimizin algılama kapasitesi ile daimi hareket varmış gibi algılarız. (Örneğin Bir video filmi de normalde anlık karelerden oluşur ancak bizler hızlı bir geçişi süreğen bir hareket olarak algılarız) Eğer daimi hareket yoksa bu da evrende örneğin yazı tura için attığınız bir paranın (makro nesne olarak) sonucunun da önceden belirlenebilir olmadığını gösterir. Kuantum fiziğindeki determinist olmayan (indeterminist) evren modeli sadece mikro düzeyde değil makro düzeyde de bu durumda geçerlidir demektir. Bu da Tüm değişkenleri bilseniz de yine mutlak sonucu ön göremezsiniz demek olacaktır. Bunun olması da zamanın kuantalardan oluşmasına bağlı. (Yani süreğen etkileşimlerin olmamasına) Çünkü bu durumda uzayda hareket eden nesnelerin hareketi de (makro nesne bile olsa) kuantize oluyor demektir. Bu nedenle de makro nesneler için de mutlak hesaplama yapamazsınız. Söz konusu evren olunca hesap edilmezlik mikrodan makroya uzanır. Yani zamanın en küçük bir anında bir 'olasılık kırılması' yaşanır ise bunun daha sonraki anlarda devam etmesi gerekir. Eğer bu devam etmez ise kırılma makro sonuçlara neden olmayacaktır. Bu kırılma devam ederse ise artık makro sonuçlar oluşur. İşte mutlak hesap edilmeme nedeni de bu olacaktır. Değişim ve dönüşümler zorunlu olarak bu şekilde mutlaka tek bir andaki kırılmaya gelir dayanır dayanmak zorundadır. Evrendeki tüm oluş ve oluşumlar işte bu şekilde tek bir ana dayanan 'kırılma' veya 'kurulmalara' bağlıdır demektir. Bunlar ise en derin ve temelde kuantum belirsizlik ilkesine dayalı gerçekleşir. Makro bir nesnenin değişim ve dönüşümü için kuantum değişim ve dönüşümlerin olmasının gerektiği zorunlu olarak ortaya çıkar. Yani bir nevi makro bir nesnede de bu şekilde kuantum dalgalanmalar veya çalkalanmaların olması zorunlu gibi durmaktadır. Bunun da anlamı evrende bir sistemin hangi yöne evrileceği bu nedenle önceden bilinemez ve mutlak hesap edilemez durumda olacaktır. Sistemin hangi yöne evrileceğini bazen tek bir andaki küçük bir değişim başlatır ve bundan sonraki anlarda bu etki süreğen olmadıkça makro sonuçlara neden olmayacaktır. Peki bu değişim mikro da öncesindeki bir neden sonuç zincirinin ürünü olarak mı ortaya çıkar. Kuantum fiziği bunun da belirlenemeyeceğini söyler. O halde bu kadar belirsiz bir evrende nasıl olurda bu kadar belirli, istikrarlı, tutarlı kurallar ve makro nesneler var olabiliyor. Öyle ki belli sınırlar içinde bizler öngörülerde bulunabilecek tahmin yapabilecek kadar tutarlı ve istikrarlı bir evrende yaşıyoruz. İşte en gizemli sorulardan ve konulardan biri bunun nasıl olduğudur. Kimisinin 'bunda ne var ki' diye basitçe geçeceği bu soru da aslında evrenin belki de bütün 'sırları' saklı. Bir cismin zamanda kuanta halinin zamanda 'sürekli akan' durumda olabilmesi elektromanyetik bir çökmenin her an gerçekleşiyor olmasına bağlı açıklanması ile mümkün. Sürekli etkileşim halinde olma anlamına gelen bu 'çökme' sayesinde cisim istikarlı bir hal kazanıyor olabilir ancak makro olarak gördüğümüz bu istikrar mikro seviyede de durumun böyle olduğunu garanti etmez. Çünkü zaman kuantize ise cismin makro hareketi de yukarda belirttiğimiz gibi kuantalar halinde olmak zorundadır. Hareketi derken de sanmayın ki cismin uzayda bize sabit yada hareketsiz gibi duruyor diye gerçekten hareket etmiyor. Cisimler biz fark etmesek de uzayda hareket ediyorlar. Hem de kimi refenas çerçevesine göre inanılmaz hızlarda hareket ediyoruz. Üstelik görelilik teorisine göre zamanda da cisimler hareket ediyor. Yani her ihtimalde hareket kuantize ise duran zannetiğimiz cisimler de bu nedenle kuantize bir harkeetin an be an içindeler. Bu da bir nesnenin hareketi gibi zamana bağlı gerçekleşen tüm değişiminin de kuantalara dayalı olması demek ki değişim sürecinin başladığı kırılma anında da bu nedenle zorunlu olarak bir zaman dilimi anında yokken diğer zaman dilimi anında bir anda ortaya çıkması demektir. İşte bu geçiş anı da belirsizlik ilkesine dayalı gerçekleşiyor olacaktır. Böyle bir tabloda makro istikrarlı nesnelerin ve maddenin var olması aynı şekilde Makro dünyamızda istikrarlı fizik kurallarının ortaya çıkması tam anlamıyla tesedüflere dayalı olması imkansız bir duruma dönüşür. An be an var olan fizik yasaları ve madde, an be an varoluş bulan ve varoluş bulmaya devam eden yasalar ve madde. Üstelik mikro sonsuz olasılık içinden an be an varolan fizik yasaları ve madde. Mikro düzeyde sonsuz olasılığın bir anlamı da evrende 'imkansız' diye hiç bir şeyin bulunmamasıdır. Evrende herşey aklınıza gelebilecek herşey bizim mantıksız, saçma bulduğumuz herşey bile mümkün olabilecektir. Bunların gerçekleşmeme sebebi ise sadece olasılığının düşük olmasıdır. Ama bu da makro da bir olasılık düşüklük halidir. Mikro da aklımıza gelebilecek tüm 'mucizler' , sağ duyuya (mantık ve tutarlılık kurallarına) aykırı her şey gerçekleşir ama mikroda bunlar fark edilmez ancak bu durum da makroda bunların hiç bir zaman gerçekleşmeyeceği anlamına gelmez. Çünkü herhangi bir sistemin süreğen gibi duran ve bizim olağan bulduğumuz değişim ve dönüşümleri ile gerçekleşebilecek bu 'mucizeler' arasında evrenin en derin işleyişi açısından hiç bir fark yukarıdaki açıklamalara aslında olmayabilecektir. Kuantum fizigindeki rastlantı kavramının altında gerçekliğin var oluş hikayesinde işte bu olağanüstülük vardır. Bunun da en kısa haliyle özeti kısmi öngörü ve tahminlerimiz gerçekte ve en derinde mutlak öngörülemezlik ve tahmin edilemezten türüyor demektir.