Işık hızı ve nesnel nedensellik



Tonguç Rador

BilimsoL projesi gündelik bir gazete içinde şu ana kadar gördüğüm ve hayal gücüme sığdırabildiğim en etkileyici projeydi. Emin değilim ama sanıyorum ki, dünyada bu kapsamda bir bilim eki gündelik gazeteler içerisinde olmamıştır. Bu projede bulunmuş olduğum için pek bir gururluyum.

Şimdi başka bir şekilde hayatına devam edecek BilimsoL. Bu kesin. Bu sarmalın tekrar aynı açıya geldiği ve sıçramayı yaptığı şu anda BilimsoL'daki ilk yazımı tekrar yayınlamayı uygun gördüm; hem gazetede okuyamayanlar için hem de duruma uyduğu için.

---------------------------------------------------------------------------------
Işık hızı ve nesnel nedensellik

Işığın bir hızı olması kimseyi tedirgin etmez; bir nesne bir yerden bir yere belirli bir zamanda gidiyorsa bir hızı da vardır. Bu görüşteki dinginlik, Maxwell 1862'de elektrik ve manyetizma olgularını tutarlı bir şekilde birleştirdikten ve bunun sonucunda ışığın hızının gözlemcilerin hareketine bağlı olmayan evrensel bir sabit olduğu anlaşıldıktan sonra devam edemedi. Bir fenere ya da ondan uzağa doğru hareket edersem fenerden yayılan ışığın hızını aynı ölçerim. Elime bir fener alıp herhangi bir yöne doğru hareket etsem ondan yayılan ışığın hızını her gözlemci aynı ölçer. Işık hızı evrensel bir sabittir: Hareketten bağımsız olarak herkes için saniyede yaklaşık 300.000 kilometredir.

Maxwell denklemlerinde kesin olarak belirlenmiş bu şaşırtıcı olgu, Einstein'ı 1905'te özel görelilik kuramını icat etmeye yöneltti. Kuramın hareket eden saatlerin yavaşlaması gibi sağduyuya aykırı birçok sonucu vardır; ama bunlardan merkezi olanı, andaşlığın göreliliğidir: Bir gözlemci   için andaş olan olaylar, buna göre bağıl bir hızı olan başka bir gözlemci için farklı zamanlarda gerçekleşecektir. Mantıksal olarak, bu sonuç bizi nedenselliği ya da görelilik kuramını sorgulamaya yöneltir: Eğer andaşlık evrensel bir kavram değilse, olayların oluş sırası da genel olarak evrensel değildir. Bu durumda nedensellikten anlamlı bir şekilde nasıl bahsedebiliriz?

Newton fiziğinde zaman evrenseldir; sonuç olarak andaşlık ve olayların oluş sırası tüm
gözlemciler için değişmez kabul edilir. Bu durumda da verili iki olayın sebep sonuç ilişkisi
içermediğini anlamanın bir yolu yoktur.

Özel görelilik kuramı olayların oluş sırası hakkında şunu söyler: Eğer bir gözlemci için
A ve B olayları andaşsa bazı gözlemciler için A önce, bazı gözlemciler için B önce gerçekleşir. Kısacası eğer tek bir gözlemci dahi iki olayı andaş gözlüyorsa bu olaylar sebep sonuç ilişkisi içinde olamazlar. Öte yandan eğer verili iki olayın aynı anda gerçekleşiyor gören hiçbir gözlemci yoksa bu olaylar sebep sonuç ilişkisi içinde olabilir ya da olmayabilir. Bunu başka bir şekilde de ifade edebiliriz: Kurama göre ışık mümkün en yüksek hız olduğundan, bir olayın başka bir olayın sebebi olabilmesi için iki olay arasındaki zaman farkı varsayımsal bir ışık demetinin olayların gerçekleştiği mekanlar arasında hareket etmesine yatmelidir.

İki olayın bir nedensel bağının nasıl olamayacağının temel ve kesin bir tanımını görelilik kuramı öncesinde görmüyoruz. Evrensel bir zaman kavramını içerdiği ve andaşlık üzerine bir ayrışmaya izin vermediği için Newton fiziğinde bu zaten yapısal olarak imkansız olurdu. Nesnel nedensellik kavramına -Kant'ın kelimeleriyle- çok ciddiye alınması gereken bir saldırıda bulunmuş felsefeci Hume da, nelerin sebep sonuç ilişkisi içinde olamayacağını tanımlamaya hiç yeltenmemiş gibi duruyor. Einstein'ın görelilik üzerine düşünürken Hume okuduğunu ve o metinleri görmemiş olsaydı çözüme belki de hiç ulaşamamış olacağını söylediğini biliyoruz. Sanki Einstein, Newton fiziğini eleştirmek ve alışılmışın dışına çıkabilmek için gereken gücü Hume'un eleştirel cesaretinden   almıştır. Geriye yönelik bir okuma olsa da bu öyküde diyalektiğin işleyişini görebiliriz sanıyorum: Özgür düşünen ama yine de konusunda ehil olan Einstein tarafından bulunan özel görelilik kuramı ile ani şekilde gerçekleşen nitel değişim, Maxwell denklemlerinin keşfine kadar geçen sürede biriken nicel bilginin ve bunun Newton fiziğiyle olan çelişkilerinin bir sonucudur. Öte yandan Hume ile Einstein arasındaki tarihsel ilişkide, Hume'u nesnel nedenselliğin reddi olarak alırsak, görelilik kuramlarının nelerin nedensel olmadığına dair nesnel tanımlaması, diyalektiğin son adımı olan olumsuzlamanın olumsuzlaması gibi duruyor. Russell'ın da Batı Felsefesi Tarihi adlı eserinin Hume bölümünde söylediği gibi Hume'un nesnel nedenselliğe yaptığı eleştiriyi kabul ettiğimizde temel bir doğa yasasından ancak böyle bir önerme bekleyebilirdik. Görelilik kuramları fiziğin temelleri üzerine yasalar olduğundan iki olayın sebep sonuç ilişkisinin olumlanması için bu temellerle uyumlu diğer doğa yasalarına ihtiyacımız vardır: Bu ilişkileri örneğin atomaltı kuvvetler, ısı ya da durum gerektiriyorsa akustik üzerinden tartışabiliriz.

"Nedenselliğin", ülkemizde gençlerin fizik ve genelde temel bilimler öğrenimine neden gitgide daha az yöneldiklerine dair neler söyleyebileceğini duymak ilginç olurdu. Ama görelilik kuramına özenerek, bunun mümkün olmayacağını düşündüğüm durumları belirtmek istiyorum -söyleyeceklerim biraz tümevarımsal ve hatta düzgüsel de olsa.

Örneğin, özgür ama tutarlı düşüncenin özendirildiği, bilimsel yaklaşımın benimsendiği bir ortamda böyle olmazdı. Bilgi ve bilimi tutarlı bir şekilde yeni nesillere aktaracaklara olan ihtiyacın farkında olunan ve buna göre davranılan bir ortamda... Teknoloji ve bilgi tüketicisi olmak yerine bunların üreticisi olmaya yönelen ve bunun da kısa yoldan, üç beş yılda gerçekleşmeyeceğini kesinkes bilenlerce yönlendirilen bir ortamda... Bilimsel gerçeklerin saptırılmadığı, felsefi düşüncenin eğilip, bükülmediği, konuşanların yüzlerini seyirciye değil bilinmeyene döndürdüğü, tartışmaların didişimciliğe değil erişimciliğe yöneldiği, dogmaların dogmalıklarını bildiği bir ortamda... Temel bilimlerin gözden düşmesi mümkün olamazdı sanıyorum.

http://bilimsol.org/bilimsol/blog/fizik-teknesi/isik-hizi-ve-nesnel-nedensellik