2021 Nobel Fizik Ödülleri: Bilim politikleşiyor mu?

Kerem CANKOÇAK

İsveç Kraliyet Bilimler Akademisi, 2021 Nobel Fizik Ödülü'nü 3 fizikçi arasında paylaştırdı. Ödülün yarısı "atomik ölçekten gezegen ölçeğine kadar fiziksel sistemlerdeki düzensizlik ve dalgalanmaların etkileşiminin keşfi için" Roma, Sapienza Üniversitesi’nden Giorgio Parisi’ye verildi, diğer yarısı ise “Karmaşık fiziksel sistemleri anlamamıza çığır açan katkılar için” ve "Dünya'nın ikliminin fiziksel modellemesi, değişkenliği ölçmek ve küresel ısınmayı güvenilir bir şekilde tahmin etmeye katkı sağladıkları için" Princeton’dan Syukuro Manabe ile Max Planck Meteoroloji Enstitüsünden Klaus Hasselmann arasında paylaşıldı.

Nobel Ödüllerinin sosyolojik yapısına değinmeden önce işin biraz fizik kısmından bahsedelim. 2021 yılında Nobel komitesi fiziğin yeni gelişmekte olan bu alanına ödül vermeyi seçti. Karmaşık sistemler fiziği bir anlamda en yeni fizik alanı. Aslında problemin kökeni çok eskiye dayanmakta. 17. yüzyıl sonlarında Newton’ın evrensel kütleçekim yasası evrendeki her cismin birbirini çektiğini ifade ediyordu. İki cisim arasındaki çekim kuvveti cisimlerin kütleleriyle doğru orantılı, aralarındaki mesafenin karesiyle de ters orantılıydı. Newton’ın bu yasası gerek bilimde gerekse toplumda büyük dönüşümlere yol açtı. Her ne kadar cisimlerin arasında “uzaktan etkileyen” bu gizemli kuvvetin doğası hakkında kimse bir şey söyleyemiyorduysa da, Newton’ın “modeli” çok başarılıydı ve hem gökyüzündeki hem de yeryüzündeki bütün gözlemleri belli bir yaklaşıklıkla açıklayabiliyordu. Bugün bile aya gitmek istediğimizde Newton’ın evrensel kütleçekim yasasını kullanabiliriz. Ancak Newton’ın da farkında olduğu büyük bir sorun vardı: İki değil de üç cisim olduğunda (örneğin Güneş, Dünya ve Ay) bu cisimlerin birbirleri etrafında dönmelerini analitik denklemlerle ifade etmek mümkün değildir. Sorun sadece Newton’ın yasasından da kaynaklanmıyordu. Doğrusal olmayan diferansiyel denklemlerde üç ve üçten büyük sayıda cisim işin içine girdiğinde analitik çözüm imkansızdır. Dolayısıyla her şeyi açıklayabildiğini iddia eden Newton yasaları, güneşin yarın doğacağını (daha doğrusu güneş sisteminin kararlı olduğunu) ispat edemiyordu. Yarın dünyanın güneşin etrafındaki yörüngesinden çıkıp uzayda başıboş dolaşmaması için hiçbir sebep yoktu. Ne Newton yasaları ne de başka herhangi bir fizik yasası bunu garanti edemez. Nitekim uzayda başıboş dolaşan gezegenler (dağılmış güneş sistemleri) vardır. Bugün bile analitik olarak çözülmemiş bu probleme n-cisim problemi denir. Newton da bunun farkında olarak “gezegenler yörüngelerinden saparlarsa Tanrı onları yerlerine koyar” demek zorunda kalmıştı. Newton’dan 100 yıl kadar sonra Laplace, kestirim yöntemiyle, adım adım iterasyona başvurarak bu problemi çözdüğünü iddia etti. İterasyon yöntemi, bir adımın bir sonraki adıma girdi olarak girildiği kesintili ve sayısal hesaplama biçimidir. Örneğin modern bilgisayarlar analitik fonksiyonların çözümlerinde bu yöntemi kullanırlar, çünkü bilgisayarın hesaplama yöntemi sürekli değil kesintilidir, 0 ve 1 şeklinde ‘bit’lerden oluşur.

Laplace önce cisimlerden birinin hareketsiz olduğunu varsayıp diğer ikisinin kendi yörüngelerinde kısa bir mesafeyi nasıl kat ettiklerini hesaplama yöntemiyle, adım adım her seferinde yeni konumlardan başlayarak ve diğer bir cismi hareketsiz tutarak sonuca varmaya çalıştı. Bu yöntem çok kesin sonuçlar vermez. Ama Laplace; Mars, Jüpiter ve Satürn gibi gezegenlerin yörüngelerinde gözlemlenmiş döngüleri de hesaplara katarak sonuçları düzeltti. Güneşin kütlesi çok büyük olduğu için, diğer gezegenlerin çekim etkisini ihmal ederek hesaplar yapabildi. Böylelikle Laplace üç cisim problemini çözdüğünü iddia ettiği, Gök Mekaniği (Traite de Mecanique Celeste) adlı çok ciltli kitabını Napoléon’a ithaf etti. Napoléon’un danışmanları hükümdara kitapta Tanrı’dan bahsedilmediğini söyleyerek Laplace’ı kötülemeye çalıştılar. Laplace’ın cevabıysa tarihe geçti: “O varsayıma ihtiyaç duymuyorum.” Ancak Laplace problemi çözememişti. Her ne kadar üç ve daha çok sayıda cisimden oluşan sistemlerin çözümü konusunda çığır açıcı gelişmeler kaydetmişse de, Güneş Sisteminin kararlı olacağı (diğer bir ifadeyle Güneş’in yarın doğacağı) matematiksel bir kesinlikle, iki kere ikinin dört ettiği gibi ispat edilememişti. Fransız biliminsanı ve matematikçi Henri Poincaré 1880’lerde, Laplace’ın gezegen yörüngelerinin kararlılığı problemini çözememiş olduğunu göstermekle kalmadı, aynı zamanda kısıtlı üç cisim probleminin (iki büyük yıldız ve onlara etki etmeyen küçük bir gezegen) bile kestirim teknikleriyle çoğu zaman çözülemediğini ve Newton mekaniğine tabi olan basit yörüngelerin kaotik ve tahmin edilemez şekilde davranabileceğini ortaya koydu. Böylece kaos kuramı modern anlamıyla başlamış oldu. Poincaré’nin keşfettiği şey günümüzde kelebek etkisi olarak bilinir. Buna göre belirlenimci denklemler bile, eğer doğrusal denklemler değillerse, başlangıç koşullarına o kadar hassastırlar ki, denklemlerin çözümünde başlangıçta yapılacak çok küçük farklılıklar ilerde büyüyerek kaotik devinime yol açar. Diyelim ki, modern bilgisayarları kullanarak, Güneş Sistemi’ndeki tüm gezegenleri ve onların birbirleri üzerindeki etkilerini kapsayan, hepsi birbiri ardına gelen düzeltmelerden oluşan ardışık işlemlerle (iterasyonlarla) hesaplama yaparken, ilgilendiğiniz gezegenin gözlemlenen asıl yörüngesine yakın çok iyi bir kestirim kullanmak istiyorsunuz. Ancak bu gezegenin, gözlemlenen asıl yörüngesinde sonsuza dek nasıl hareket edeceğini tahmin etmeye dair kesin bir matematiksel çözüm olmadığından, her zaman bir hata payı olacaktır. O nedenle, denklemlerinizin çözümü için gireceğiniz verilerdeki çok küçük farklılıklar, ileriki zamanlarıdaki yörüngeleri üzerinde tahmin edilemeyecek farklılıklara yol açacaktır. Sonuçta Güneş Sistemi’nin kararlı kalacağını bu hesaplamalarla ispatlamak olanaksızdır. Ancak Poincaré’nin çalışmaları fizikte hemen karşılık bulmadı. Bunun bir nedeni belki de fiziğin o yıllarda İstatistiksel fiziğin olasılıkçı yöntemlerle termodinamiği incelemesi olabilir. 1963’te Kaos kuramı meteorolog Edward Lorenz tarafından tekrar gündeme getirildi ve o günden bugüne hızla fiziğin en yeni alanı olarak gündemde kalmaya devam ediyor.

TARTIŞMALI NOBEL

2021 Nobel Fizik ödülünde “Syukuro Manabe, atmosferdeki artan karbondioksit seviyelerinin, Dünya yüzeyinde artan sıcaklıklara nasıl yol açtığını gösterdi. 1960’larda, Dünya’nın ikliminin fiziksel modellerinin geliştirilmesine öncülük etti ve radyasyon dengesi ile hava kütlelerinin dikey taşınması arasındaki etkileşimi araştıran ilk kişi oldu. Çalışmaları, mevcut iklim modellerinin geliştirilmesinin temelini attı” ifadeleri geçmekte. Ancak buna tüm bilim insanlarının katıldığını söylemek çok zor. Dünyanın iklimi, insan beyninden sonra evrendeki en karmaşık sistemlerden biri. Dünyanın neden bir kartopu olmadığını 1960’larda açıklayan (ve aslında Nobel’i birkaç kere hak eden) James Lovelock, Venüs ve Mars’ın atmosferinin tamamen karbondioksitten oluştuğu halde, dünyadaki canlılar tarafından tüketildiği için karbondioksitin Dünya atmosferinde eser miktarda bulunduğunu vurgulayarak, dünyanın sıcaklığını belli aralıklarda tutanın biosferimiz olduğunu ilk ortaya atan kişidir. Karmaşık sistemler biliminin yöntemleriyle dünya ikliminin araştırılmaya başlaması son yıllarda hız kazandı, ancak bugüne kadar dünya atmosferinde eser miktarda bulunan karbondioksitin dünyanın sıcaklığını artırdığını ispatlayabilmiş tek bir bilimsel makale yok. Yayımlanan binlerce makalenin tamamı öngörü niteliğinde. Bol bol öngörü var ancak ispat yok. Öte yandan 30 bin kusur bilim insanı karbondioksitin dünyanın ısınmasından sorumlu olamayacağına ilişkin bir bildiri imzalamıştı ancak ama medyada haber olmadı. Çünkü bu iklim meselesi çok politik bir konu. Daha önce yazdığım bir yazıda belirttiğim gibi “iklim krizi” 4.5 milyar yıldır var. Dünyanın iklimi sürekli değişmekte, Dünya geçmişte çok soğuk dönemlerden geçtiği gibi çok sıcak dönemler de yaşadı. Yüz milyonlarca yıl önce, şimdiki kutup bölgeleri tropikal bir iklime sahipti ve dinozorlara ev sahipliği yapıyordu. Orta çağda bir dönem o kadar sıcaktı ki, İngiltere’nin kuzeyinde üzüm yetişiyordu. Dünyanın sıcaklığının uzun ve kısa süreli döngüler halinde artıp azaldığı konusunda herkes hemfikir. Ancak görüşler şu anda dünyanın ısınmakta olup olmadığı konusunda ayrışıyor ancak bilim henüz bu değişime neyin neden olduğunu söyleyemiyor; tıpkı yarın güneşin doğacağını kesin olarak ispatlayamadığımız gibi.

Şüphesiz ödül aslında verilen kişiyi değil ödül vereni onurlandırır. Nelson Mandela da Kenan Evren’in vermek istediği Atatürk Ödülünü’nü bu nedenle reddetmişti. Mandela çok iyi farkındaydı ki o ödülü alsaydı aslında Kenan Evren’i onurlandırmış olacaktı. Benzer sebeplerden Jean-Paul Sartre da Nobel Edebiyat ödülünü reddetmişti. Yazımızı Sartre’ın 1964 Nobel Edebiyat Ödülünü reddediş sözleriyle bitirelim:

“Bu tutumun temelinde benim, yazarın görevine dair anlayışım var. Siyaset, toplum ya da edebiyat meselelerinde bir tutumu benimseyen yazar bence ancak kendi imkanlarını, yani kalemini ve kağıdını kullanmalıdır.Kabul edeceği her paye okuyucularını bir etki karşısında bırakir ki işte ben bunu istemiyorum. İmzamı ‘Jean-Paul Sartre’ olarak atmakla, ‘Jean-Paul Sartre 1964 Nobeli’ diye atmak, aynı şey değildir, diyorum. Nitekim Nobel günümüzde Batı bloku yazarlarına ya da Doğu’da başkaldıranlara verilen bir ödül olarak görülmektedir. Mesela,Güney Amerika şairlerinin en büyüklerinden biri Neruda ödüle değer görülmemiştir. Herkesten fazla layık olduğu halde Louis Aragon düşünülmemiştir. Ödülün Şolokof’tan önce Pasternak’a verilmesi ve Sovyetlerden seçilmiş tek eserin , memleketinde yasaklanmış ve ancak basılabilmiş bir kitap olması esef edilecek bir durumdur.Halbuki karşı yönde bir davranış pekala dengeyi sağlayabilirdi. Cezayir savaşı günlerinde, 121’ler beyannamesini imzaladığımız sırada verilseydi Nobel’i sevinçle kabul ederdim, zira o zaman bu mükafat sadece bana değil, uğrunda savaştığımız hürriyete de şeref kazandıracaktı. Ama bu olmadı,ben savaş bittikten sonra ödüle layık görüldüm.”

KAYNAKLAR

• Cankoçak, Kerem, İklim Değişikliği Tartışmalarında Madalyonun Öteki Yüzü; https://keremcankocak.blogspot.com/2019/04/iklim-degisikligi-tartsmalarnda.html
• Driessen 2003:  Paul K. Driessen, Eco-Imperialism; Green Power/Black Death, Free Enterprise Press, 2003
• Dyson, 2015: http://www.theregister.co.uk/2015/10/11/freeman_dyson_interview/
• Dyson, 2007: https://www.youtube.com/watch?v=JTSxubKfTBU&t=1s
• Heartland, 2014 https://www.desmogblog.com/2014/07/08/return-denial-palooza-heartland-institute-hitches-anti-science-wagon-freedomfest
• Heartland, 2017 http://climateconference.heartland.org/
• Holland, John, Karmaşıklık, Ginko Bilim, 2019 (https://ginkobilim.com/kitap/karmasiklik-kisa-bir-giris/)
• Hulme, Mike, İklim Değişikliği Konusunda Neden Anlaşamıyoruz, Alfa Bilim Dizisi, 2016
• Gleick, James, Kaos, Alfa Bilim, 2018
• Gribbin, John, Derin Basitlik, Alfa Bilim, 2020
• GWPP: http://www.petitionproject.org/
• Lovelock, James, Gaia, Alfa Bilim, 2016
• Lindau, 2015: Ivar Giaever: Global Warming Revisited (Lindau Nobel Laurate Toplantısı, 2015) https://www.youtube.com/watch?v=Dk60CUkf3Kw
• RSS: http://www.remss.com/research/climate