Ters Bakış Açısı: Klasik Fiziğe Probabilistik, Modern Fiziğe Deterministik Yaklaşım

Bilim camiasında, yeni yapılan keşifler ile araştırılacak ve gözlemlenecek konu sayısı pek çok alt disiplinler oluşturmuş ve bu alt disiplerin kendilerine özgü çeşitli yasaları bilim insanları tarafından keşfedilmiştir. Fizik alanında, modern ve klasik olmak üzere iki ana dal, çeşitli alt disiplinlere ev sahipliği yapmaktadır. Klasik fiziğin etkili olduğu yıllar, genellikle 17. yüzyıl sonlarından 20. yüzyıl başlarına kadar olan dönemi kapsar. Modern fizik ise, 20. yüzyılda geliştirilen ve klasik fiziğin açıklayamadığı olayları açıklamak amacıyla ortaya çıkmış bir kavramdır. Modern fizik, olasılıkçı ; klasik fizik ise daha kararlı bir yaklaşım izlemektedir.

Peki modern fiziğin kararlı olduğu, klasik fiziğin olasılıkçı olduğu konular var mıdır?

Bilim, dünyayı anlamaya çalışmanın bir yoludur, ama en önemli şey, evrenin güzelliklerini keşfederken, hiç bir zaman öğrenmeyi bırakmamaktır.

Klasik Fizik

Klasik Fizik, atomdan daha büyük maddelerin işleyişlerini, kütlelerini, hareketlerini, yörüngelerini inceleyen ve 1900’lü yıllara kadar süre gelmiş bir bilim dalıdır. Kurucusu Isaac Newton olarak bilinir. Yer çekimi, kütle çekimi, astronomi gibi alanlarla ilgilenen Newton’un bilime olan katkıları sayesinde Klasik Fiziğe, Newton Fiziği de denmektedir.

Modern Fizik

Modern fizik, 20. yüzyılın başlarından itibaren gelişen ve klasik fizik prensiplerini genişleterek yeni anlayışlar ve kuramlar geliştiren bir fizik dalıdır. Modern fizik, 20. yüzyılın başlarında başlayan ve Albert Einstein, Max Planck, Niels Bohr ve diğer birçok bilim insanının katkılarıyla gelişen kuantum mekaniği ve özel ve genel görelilik teorileri gibi önemli keşifleri içerir.

Determinizm Kavramı

Determinizm, bir olayın veya sistemin gelecekteki durumunun, o sistemin geçmişteki tüm koşullarına ve mevcut durumuna dayanarak kesin ve öngörülebilir bir şekilde belirlenmiş olduğu bir felsefi yaklaşımdır. Başka bir deyişle, bir sistemin başlangıç koşulları tamamen bilindiğinde, bu sistemin geleceği hakkında hiçbir belirsizlik olmadan tam olarak hesaplama yapılabilir.

Probabilizm Kavramı

Probabilizm, bir olayın sonucunun, belirli bir kesinlikle değil, olasılıklar üzerinden tahmin edilebileceği üzerine felsefi bir anlayıştır. Bu yaklaşım, doğadaki bazı olayların, belirli bir olayın gerçekleşip gerçekleşmeyeceğinin sadece olasılıklarına dayanarak açıklanabileceğini savunur. Başka bir deyişle, olasılıkçı bir bakış açısına göre, her şeyin kesinlik yerine olasılık ile ifade edilmesi gerekir.

Klasik Fizikte Determinizm ve Probabilizm

Determinizm Perspektifi

Klasik fizikte, her olayın belirli bir neden-sonuç ilişkisine dayandığı düşünülür. Yani, evrende her şey, daha önceki olaylara bağlı olarak ilerler. Klasik fizik, evrenin işleyişinin, öngörülebilir bir düzen içinde olduğunu varsayar. Bu deterministik bakış açısına göre, bir sistemin mevcut durumu, gelecekteki her türlü hareketi ve davranışı tamamen belirler. Örnek olarak:

Laplace Şeytanı

Laplace’in şeytanı, 1814 yılında Fransız matematikçi ve gökbilimci Pierre-Simon Laplace tarafından yayınlanan bir makalede varsayımsal olarak aktarılan bir teoridir. Laplace, bir varsayıma dayanarak geleceğin belirlenimi üzerine tartışma açar. Bu varsayımın konusu, kainattaki tüm fizik kanunlarına hakim olan birinin geleceği tahmin etme yetisi üzerinedir.

Laplace'in Şeytanı, evrendeki tüm parçacıkların hızlarını, konumlarını ve diğer fiziksel özelliklerini anlık olarak bilseydi, evrende geçmişteki ve gelecekteki her olayı kesin bir şekilde tahmin edebilecek bir varlık olarak tanımlanır. Bu varlık, doğadaki her olayın, deterministik yasalar çerçevesinde gerçekleştiğini kabul eder ve evrendeki tüm hareketleri, olguları ve olayları matematiksel bir doğrulukla hesaplayabilir. Laplace'ın makalesinde determinizmi kavramsallaştırdığı ifadesinin özgün hali şu şekildedir:

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

Newton Yasaları

Eğer klasik fizik ve determinizm kavramlarından söz ediyorsak hepimizin hayatımızda en az bir kere duyduğumuz bu yasalardan bahsetmemek Newton'a haksızlık olurdu. Isaac Newton 17. yüzyılda cisimlerin niçin hareket ettiğini ya da etmediğini açıklayan üç yasa ortaya koydu.

1. Eylemsizlik

Evrim Ağacı'ndan Mesaj

Neden Desteğe İhtiyacımız Var?

Aslında maddi destek istememizin nedeni çok basit: Çünkü Evrim Ağacı, bizim tek mesleğimiz, tek gelir kaynağımız. Birçoklarının aksine bizler, sosyal medyada gördüğünüz makale ve videolarımızı hobi olarak, mesleğimizden arta kalan zamanlarda yapmıyoruz. Dolayısıyla bu işi sürdürebilmek için gelir elde etmemiz gerekiyor.

Bunda elbette ki hiçbir sakınca yok; kimin, ne şartlar altında yayın yapmayı seçtiği büyük oranda bir tercih meselesi. Ne var ki biz, eğer ana mesleklerimizi icra edecek olursak (yani kendi mesleğimiz doğrultusunda bir iş sahibi olursak) Evrim Ağacı'na zaman ayıramayacağımızı, ayakta tutamayacağımızı biliyoruz. Çünkü az sonra detaylarını vereceğimiz üzere, Evrim Ağacı sosyal medyada denk geldiğiniz makale ve videolardan çok daha büyük, kapsamlı ve aşırı zaman alan bir bilim platformu projesi. Bu nedenle bizler, meslek olarak Evrim Ağacı'nı seçtik.

Eğer hem Evrim Ağacı'ndan hayatımızı idame ettirecek, mesleklerimizi bırakmayı en azından kısmen meşrulaştıracak ve mantıklı kılacak kadar bir gelir kaynağı elde edemezsek, mecburen Evrim Ağacı'nı bırakıp, kendi mesleklerimize döneceğiz. Ama bunu istemiyoruz ve bu nedenle didiniyoruz.

Destek Ol

Newton'un hareket yasalarının birinci ilkesine göre eylemsizlik, bir cismin hareket durumunun (yani hızının, hem süratinin hem de yönünün) değiştirilmesine karşı gösterdiği dirençtir. Yani eylemsizlik, bir cismin süratinin veya yönünün değişmesine karşı koyan özelliktir.

$F=0⟹dv/dt=0$

2. F=ma

Newton'un ikinci hareket yasası (F=ma), bir cismin hareketinin, üzerine uygulanan kuvvetle doğru orantılı olduğunu, kütlesiyle ters orantılı olduğunu belirtir. Bu yasa, bir cismin hızındaki değişimi (ivme) hesaplamak için kullanılır.

$F=ma$

3. Etki tepki

Newton'un üçüncü hareket yasası, "Her etkiye karşı eşit ve zıt bir tepki vardır." şeklinde özetlenebilir. Bu yasa, bir cismin bir başka cisme uyguladığı kuvvet ile, ikinci cismin birinci cisme uyguladığı kuvvetin eşit büyüklükte fakat zıt yönlü olduğunu belirtir.

Probabilizm Perspektifi

Klasik fizik genellikle determinist bir bakış açısı sunsa da istatistiksel fizik ve kaotik sistemler, olayların olasılık dağılımına dayalı olarak açıklanabilir.

İstatistiksel Fizik

Fiziğin temel branşlarından biri, termodinamik ve istatistiksel mekanik olarak anmak daha doğrudur. İstatistiksel fizik, fiziksel sistemlerin makroskopik özelliklerini anlamak için mikroskopik düzeydeki parçacıkların davranışlarını inceleyen bir bilim dalıdır. Bu alan, özellikle çok sayıda parçacığın bir araya geldiği sistemlerde, bireysel parçacıkların davranışlarını kullanarak sistemin genel özelliklerini açıklamaya çalışır. Örnek olarak:

İdeal Gaz Kanunu ve İdeal Gazın Davranışı

İstatistiksel fiziğin temel uygulamalarından biri, ideal gazların davranışını açıklamaktır. ideal gaz yasası, gaz moleküllerinin hareketlerinin istatistiksel olarak belirli bir düzen izlediğini varsayar.

$PV=nRT$

Kaotik Sistemler

Kaotik sistemler, başlangıç koşullarına çok duyarlı olan sistemlerdir. Yani, sistemin başlangıcındaki küçük bir değişiklik, zamanla büyük farklara yol açabilir. Bu tür sistemler, genellikle karmaşık ve düzensiz bir şekilde hareket eder, ancak yine de belirli kurallar altında çalışır. Kaotik sistemler, öngörülemez gibi görünür, çünkü küçük bir değişiklik bile uzun dönemde büyük farklılıklar yaratabilir.

Özellikleri

Agora Bilim Pazarı

9.SINIF TÜRK DİLİ VE EDEBİYATI TEMATİK SORU KİTABI

Devamını Göster

₺505.00

Satın Al Tüm Ürünler

• Çok küçük değişiklikler zamanla büyük değişikliklere yol açar
• Sistem kurallı olsa da, küçük hatalar nedeniyle uzun vadede tahmin yapmak zorlaşır.
• Sistemin davranışları düzensiz olabilir ama yine de belli bir düzene göre işler.

Modern Fizikte Determinizm ve Probabilizm

Probabilizm Perspektifi

Probabilizm, modern fiziğin önemli bir perspektifidir. Bu yaklaşım, bir olayın veya durumun kesin olarak tahmin edilmesi yerine, olasılıklarla ifade edilmesi gerektiğini savunur. Yani, modern fiziğe göre, doğa olaylarının bazıları kesinlikten çok olasılıklarla açıklanabilir. Bu fikir, kuantum mekaniği gibi teorilerle daha fazla gelişmiştir. Örnek olarak:

Süperpozisyon

Süperpozisyon foton, fonon, elektron vs. gibi atomaltı parçacıklar için geçerli olan bir duruma verilen isim. Bir parçacığın kuantum durumunun aynı anda farklı durumlarda olabilmesi anlamına geliyor. Klasik durumda (mesela bir bit) sadece iki durumdan birini (0 veya 1, açık veya kapalı) alabilirken, kuantum bit (kubit) aynı anda hem 0 hem de 1 durumunda olabiliyor. Young'ın çift yarık deneyi bu konuya verilebilecek güzel ve temel örneklerden biridir.

Heisenberg'in Belirsizlik İlkesi

Karl Werner Heisenberg’in 1927’de ortaya attığı Belirsizlik İlkesi, fiziksel anlamda bir parçacığın bazı farklı özelliklerinin aynı anda sonsuz hassaslıkla ölçülemeyeceğini belirten bir ilkedir. Örnek:

Bir elektron, bir atomun çevresinde hareket ederken, o elektronun nerede olduğunu ve ne hızda olduğunu aynı anda bilmemiz mümkün değildir. Eğer birini daha hassas bir şekilde ölçersek, diğerinin belirsizliği artar. Yani, elektronun konumunun belirli bir aralıkta bulunma olasılığı vardır.

Determinizm Perspektifi

Modern fizikte, determinizm hala önemli bir yer tutsa da, doğanın işleyişi çok daha karmaşık ve olasılıksal bir hale gelmiştir. Klasik fizikte olduğu gibi, bazı teorilerde her olayın belirli bir neden-sonuç ilişkisine dayandığı kabul edilse de, kuantum mekaniği gibi alanlar, olayların yalnızca olasılıklar üzerinden tahmin edilebileceğini ortaya koymuştur. Ancak, bazı alanlarda, özellikle görelilik teorisi gibi kuramlarla, başlangıç koşullarına dayalı olarak sistemlerin gelecekteki davranışları hala öngörülebilir ve deterministik bir şekilde hesaplanabilir.

Einstein'ın Genel -Özel Görelilik Teorisi

Albert Einstein'ın geliştirdiği genel ve özel görelilik teorileri, deterministik kurallara dayalıdır. Yani, başlangıç koşulları (bir cismin pozisyonu ve hızı gibi) verildiğinde, o cismin gelecekteki hareketi tam olarak hesaplanabilir. Genel görelilik teorisi, özellikle büyük kütlelerin ve yüksek hızların etkisini açıklarken, deterministik bir yaklaşım kullanır.

• Bir gezegenin hareketi, Newton’un yerçekimi yasalarına göre ve görelilik teorisi çerçevesinde deterministik olarak hesaplanabilir. Başlangıç koşullarını bildiğimizde, gezegenin yörüngesinin gelecekte nasıl değişeceğini tamamen öngörebiliriz.

Farklı Görüşler

Determinizm ve probabilizm dışında, evrenin işleyişini açıklamaya çalışan pek çok farklı felsefi görüş bulunmaktadır. Her biri evrende meydana gelen olayları açıklamada geliştirilen farklı felsefi görüşlerdir. İşte determinizm ve probabilizm dışındaki bazı görüşler:

• Emerjansizm
• Holizm
• Ekspansiyonizm
• Compatibilizm
• İndeterminizm
• Fatalizm

Sonuç olarak, klasik fizik ve modern fizik arasındaki farklar, evreni anlamaya yönelik bakış açılarını büyük ölçüde şekillendirmiştir. Klasik fizik, deterministik bir dünya görüşü sunarak her şeyin belirli bir neden-sonuç ilişkisine dayandığını savunur. Bu bakış açısı, evrenin işleyişinin öngörülebilir ve düzenli olduğuna inanır. Ancak, modern fizik, özellikle kuantum mekaniği ve görelilik teorileri ile birlikte, olasılıkların ve belirsizliklerin evrenin temel yapısının bir parçası olduğunu keşfetmiştir.