İlişki ve İlişkinlik
Çağımızın en yetkin ve devrimci kuramlarının başında ünlü fizikçi Albert Einstein’m açıklamış olduğu ve İngilizce deyişle “The Theory of Relativity” olarak bilinen kuram gelmektedir. Bu kuramın temel kavramı olan “Relativity”, dilimizde görelilik, görecelik, görecelilik, bağıllık, bağıntılılık ve ilişkinlik gibi birçok sözcükle karşılanmış, eski dilde de izafiyet olarak ifade edilmiştir.
Relativity, relative, relation ve related gibi, birbirleri ile ilgili bu kavramlar, Latince “Relatio” sözcüğünden türetilmişlerdir. Relatio sözcüğü ise, ilgi, bağıntı, ve ilişki anlamlarını taşımaktadır. Birçok çalışma ve çevirilerde relativity yerine görelilik kavramının benimsenmiş ve kullanılmış olduğunu görürüz. Ancak görelilik kavramı bize daha çok “mantıksal bir oranı” ve de bir “karşılaştırma”yı göstermektedir.
Buna karşın ilişkinlik kavramındaki ilişki sözcüğü, nesnel bir gerçekliği yansıtmak için yeterli ve geçerli bir kullanımdır. Bu nedenle, “Relativity” sözcüğünün dilimizde, bağıntılılık ya da ilişkinlik sözcükleriyle karşılanması daha uygun gözükmektedir. Çalışmanın akışı içinde kimi zaman “göreli” sözcüğünün kullanılması, mantıksal bir karşılaştırmayı göstermek için olacaktır.
Konunun bu biçimde ele alınış nedeni, akademik bir sunu kaygısından çok, kavramları yerinde kullanmak ve anlaşılır kılmak içindir.
Bilindiği gibi bilimsel kavramlar, düşünmenin nitelikli ve dizgesel anlam gereçleridir ve açık seçik tanım gerektirirler. Bu kavramlar, günlük konuşma dilindeki sözcüklerden türetilir ve konuları için özgül ayırımları belirtilerek tanımlanırlar. Bu nedenle bilimsel kavramlardan oluşan dil, tanıdık gelmekle birlikte anlamayı bulanıklaştırır. Ve gene bu nedenledir ki, bilimsel düşünceyi geniş kitlelere ulaştırmak pek güç olup, özel ilgi ve eğitim gerektirir.
İlişki ve ilişkinlik kavramları fizik biliminden önce felsefede karşımıza çıkarlar. İlişki kavramını ilk olarak Hintli düşünür Kanada ele almış ve onu düşünmenin ulamlarından biri olarak kullanmıştır. Mantık biliminin kurucusu olarak bilinen Aristo, düşünsel çalışmalarında aynı sonuca ulaşmış ve bir nesnenin ancak bir başka nesne ile ilişkisinde varolabileceğini ileri sürmüştür. Aydınlanma döneminin ünlü düşünürü Kant ise, “Ne türlü olursa olsun her yargı, bir ilişkiyi dile getirir” demiştir.
En gelişmiş araştırma, düşünme ve bilme yöntemi olan Eytişimsel (Diyalektik) yönteme göre de, nesne, olay ve olgular birer ilişkiler bütünü olarak kavranmalıdır.
Bir şeyi bilmek, onun ilişkilerini bilmek demektir. Evren bir ilişkiler bütünüdür.
Düşünce alanında ele alınıp geliştirilen ilişki kavramı, Einstein’ın ilişkinlik kuramından sonra bilimsel deneylerle de doğrulanmış, nesne, olay ve olguların ilişkiile varlaştığı kanıtlanmıştır.
Kuramın incelenmesine girmeden önce, bir noktaya daha değinmek yararlı olacaktır. Bu ise nesnel ilişkinliğe dayandırılarak öne sürülen “Bilginin göreliliği” görüşüdür. Bu görüşe “Göreci düşüncecilik” de denmektedir. Bu düşünce akımı, bilginin saltık ve kesinliğine karşın, göreli bilgiyi ileri sürmekle oldukça iyi bir başlangıç yapmıştır.
Ancak “Tüm bilgi görelidir” önermesinden yola çıkarak, “Gerçek bir bilgi yoktur, nesne, olay ve süreçlerin birbirine göre olan durumları bilinebilir, gerçekte ne oldukları bilinemez” yargısına varılmış, bununla da kalınmayıp “Bilgi, öğrenen insana göredir” eş deyişle, “Bilgi özneldir” sonucu çıkartılmıştır. Bilim dışı olan bu anlayış, nesnel ilişkinlik kuramını metafiziğe özgü bir düşünceciliğe dönüştürmüştür.
Einstein’ın nesnel ilişkinlik kuramı ele alınırken, bu tür bir yanılsamadan özellikle kaçınmak gerekir. Bir başka deyişle her türlü bilgi, sana, bana, ona ya da kişiye göredir denemez, doğru söylem, saltık ve kesin bilginin olmadığıdır.
Ancak bilimsel bir bilgi için şu söylenebilir; nesne, olay ve olgular, fiziksel gerçek ilişkileri içinde tanımlanarak bilinirler ve ilişkilerin sürekli değişken oluşu, bilginin yeni ilişkiler içinde yeniden değerlendirilmesini gerektirir. Bu nedenle bilimsel bilgi, saltık ve kesin olarak değil, değişime ve gelişime açık olarak raporlaştırılır.
Böyle bir bilgi, kesin değil ama güvenilir ve geçerli bir bilgidir. Nesnel ilişkilerin oluşması, değişmesi ve yeniden başka bir biçimde kurulması gelişigüzel olmamaktadır. Aksine bu oluşumlar “yasalı”dır. Bilimsel bilginin yasaları, doğa ve toplumun yasaları olarak da dile getirilir. Bilimin görevi, bu yasaları bulup açıklamaktır. Bilimsel bilginin güvenilirliği işte bu yasalılıktan dolayıdır.
Bilimsel bilginin çağdaş konumunu eş deyişle, ilişkinlik kuramı ve bağlı olarak kuantum ve dalga mekaniğini anlamak için, bilim tarihini kısaca ve karşılaştırmalı olarak ele almak yararlı olacaktır. Einstein’ın kendisi de, kuramı tanıtmak için L.Infeld ile birlikte yazdığı kitapta, fiziğin evrimi olarak konuyu bir süreç içinde anlatmayı yeğlemiştir.
Bilindiği gibi Antik Yunan Doğa Felsefecileri, doğa yasalarını sezgisel ve düşünsel yöntemler kullanarak incelemişlerdi. Bugünkü anlamda bilimin kurucusu, bilimsel bilgiye ölçüt olarak deneyi öngören Galileo olmuştur. Bununla birlikte günümüz bilim kuramlarını oluşturan bilim insanlarının önde gelenleri felsefeden kopmamış, aksine felsefesel eserler yayınlamışlardır.
Bunlara örnek olarak, A. Einstein, Max Born, Niels Bohr, W. Heisenberg, E. Schrödinger, Poincare vb. gösterilebilir.
Fizik biliminin İlişkinlik Kuramına değin konumu
İnsanlık tarihinde ilk bilimsel devrim 1473 doğumlu, Polonyalı matematikçi astronom Kopernik’in bulguları ile gerçekleşmiştir.
Kopernik devrimi, gelenek ve inanca dayalı, yaşamsal ve evrensel kabulleri altüst etmiş, bunun yanında inanç ve onunla ilgili dünya görüşlerinin sorgulanmasına neden olmakla da, büyük önem kazanmıştır.
Kopernik öncesi, Aristo’nun “yerin durağan olduğu” görüşü ile, Ptolemous’un “yerin evrenin merkezinde yer aldığı” görüşü “dogmatik görüş” ile birleştirilerek, tartışmasız benimsenmiş ve bu durum, bütün dogmatik dünya görüşleri için, yaşama egemen olmada, ön dayanaklar olarak gösterilmişti.
Kopernik, dünyanın kendi ekseninde ve güneşin çevresinde döndüğüne (diğer gezegenler gibi) ilişkin yeni bir model (paradigma) oluşturdu. Bu açıklamaları ile yere yüklenen kutsallığı ve bağlı olarak inançsal ve gelenekçi kalıpları yıkmayı başararak, büyük bir değişimle, modern bilimin ve onun getireceği yaşamın yolunu açtı. Ne gariptir ki, Avrupa kültüründe önemli bir yeri olan ve dinde yenileşmeyi savunan M. Luther, bile bu görüşlere yeğinlikle karşı çıkmıştı.
Kopernik devrimi, hemen onu peşleyen, 1564 doğumlu, kütle çekimi ve devim konularında başarılı çalışmalar yapmış, deney ile matematiksel çözümlemeyi birleştirerek modern mekaniğin öncüsü olmuş Galileo tarafından deney ve gözlem aracılığıyla doğrulanarak pekiştirildi.
Galileo’den sonra gezegenlerin yörüngelerinin dairesel olmayıp, eliptik olduğunu ortaya koyan Keppler’in katkılarıyla, fizik bilimi de Newton için yeterli verileri içeren bir ortama dönüşmüş oldu.
Aynalı teleskopu bulan, diferansiyel ve entegral hesabını. ortaya koyan, renk ve ışığın niteliğine açıklık getiren, mekaniğin temel yasaları ile evrensel çekim yasasını bilime kazandıran, 1642 doğumlu Newton, bilime güvenilirliği sağlayan ilk büyük bilim insanıdır. Newton, kendi dönemine kadar tartışmalı biçimde ortaya konmuş olan fizik bilimine, o evrede bilinen tüm olguları açıklamaya yeterli olabilecek fizik yasalarını kazandırarak, bilim karşıtı dogmatik dünya görüşlerini büyük bir yenilgiye uğrattı. Dogmatik dünya görüşlerine karşı olan çevreler, Newton’un mekanik dünya görüşünü büyük bir coşku ile benimsediler.
Ancak bu kez de bilim dogmatik bir biçimde kavranmış oldu ve Newton’un mekanik dünya görüşü bilerek ya da bilmeyerek eleştirilmedi ve eleştirilmek istenmedi.
Çünkü bu bilimsel görüşün eleştirilmesinden doğacak güvensizlik ortamı, dogmatik çevrelerin yeniden güçlenmesine neden olabilirdi. İşte bunun için. A. Einstein’a kadar uzun bir süre, Newton’a dayalı kesinlikçi dünya görüşü ile bir anlamda dogmatik yapının yerini alan bilim, dogmatik bir tutumla benimsenmiş oldu.
Newton’a kadar güvenilir bilgi için, kaynak olarak nesnel gerçeklik ve bilimsel yöntemler pek az kullanılmaktaydı. Güvenilir bilgi, daha çok metafiziksel düşünce ve dogmaların yorumlarından çıkarılmak istenmekte ve güvenilir oluşu yalnızca mantıksal (dedüktif) tutarlılığında aranmaktaydı. Newton’un büyük bilimsel devriminden sonra, “güvenilir bilgi”nin ancak bilimsel çerçeve içinde olabileceği kanısı yaygınlaşmaya başladı.
Bilimsel gelişme yanında felsefe alanında yapılan devrimler usçuluğun güçlenmesini sağlamıştı.
Böylece dogmatik ve metafizik dünya görüşleri içinden güvenilir bir bilgi oluşturmanın olanaksızlığı apaçık ortaya kondu. Ancak gene de güvenilir bilgi sorunu kökten çözümlenmiş olmadı, genel olarak bilgi, metafizik etkilerden arındırılmış oldu. Günümüzde de nesne olay ve olguların betimlenmesi ve tanımlanmasında, güvenilir bilginin sorgulanması bütün yeğinliğiyle sürdürülmeli ancak bunun için bilimin ve bilimselliğin güvenilir ortamından başka bir yer aranmamalıdır.
Einstein’ın İlişkinlik Kuramı
Newton’un geliştirmiş olduğu “Çekim Kuvveti” ve “Devim Yasaları” birçok sorunun geçerli yanıtlarını bilime kazandırmıştı. Ancak, bilimdeki gelişmeler, bu yasalarla uyumlu olmayan bazı olguların saptanmasına neden oldu.
En büyük sorun, ışığın niteliğine ilişkin görüşlerde ortaya çıkmış ve ışığın boşlukta nasıl yol aldığı mantıksal bir biçimde açıklanamamıştı.
Işığın devimi üzerinde araştırmalar sürerken Maxwel, “Elektrik” ve “Manyetik” olayları ortak bir kuram altında birleştirdi ve bu kuramdan, boşlukta ışık hızıyla yayılması gereken “Elektronlar”ın varolduğu sonucunu çıkarsadı. Bu gelişme, ışığın yapısının “dalga” biçiminde olduğu görüşlerini güçlendirdi. Ancak, dalga özelliği gösteren ışık, nasıl oluyordu da “boş ortam” da yayılıyordu?
Tek çözüm ışığın görülmeyen ve yaygın bir madde aracılığıyla taşındığı yönünde oldu. Buna göre, tüm evreni dolduran, saydam, dirençsiz, ağırlıksız ve esnek bir ortam varolmalıydı. Bu ortama “esir” ya da “eter” adı verildi.
Işık dalgalarının kendisine göre devindiği bu “esir ortamı”, evrensel bir başvuru dizgesi (referans, koordinat) olarak kabul edildi.
1887’de Albert Michelson ve Edward Morley adlarındaki iki bilim adamı, ünlü deneylerini gerçekleştirdiler. Bu deney, yerin güneş çevresindeki dönme hızı nedeni ile, çıkması beklenen “esir rüzgarları”nın ışığın yayılmasını hiç etkilemediğini gösterdi. Bu sonuç “esir ortamı” varsayımı ile çelişikti.
Esir ortamının yokluğu ya da ölçülemez oluşu, evrensel bir başvuru dizgesinin olamayacağı gerçeğini ortaya çıkartmıştı.
Bu durumda, boş uzamda bilgi taşıyan tek araç ışık olduğundan, tüm devimlerin yalnızca gözlemci ve ışığa göre değerlendirilmesi gerekecekti.
A. Michelson ve E. Morley’in deney sonuçlarını esir kavramıyla uyumlu duruma getirmeye çalışan Fitzgerald ve Lorents; devinen tüm cisimlerin, hız doğrultusunda büzülerek kısaldığını ileri sürdüler. Ayrıca Lorentz, yer ile birlikte dönen bir gözlemci için devimsiz olan bu esir ortamındaki herhangi bir yer değiştirme olgusunu gözlemlemenin olanaksızlığını açıklamış ve göreli devimde, gözlemcinin konumu ile ölçülecek zaman aralıklarını da içeren dönüşüm denklemlerini vermişti.
Fitzgerald ve Lorentz’in görüşlerini ortak matematiksel temellere oturtan Poincare ise, bütün devinimler için geçerli olabilecek saltık ve değişmez bir başvuru dizgesinin varolamayacağını ve gerçekte her devimin göreli olduğunu açıklamıştı.
Bu yaklaşımlardan yola çıkan Einstein, evrensel bir başvuru dizgesinin yokluğunu ortaya koyan fiziksel sonuçları çözümleyerek kuramını oluşturmaya başladı.
İlişkinlik Kuramı, “Özel İlişkinlik” ve “Genel İlişkinlik” olarak iki bölümde ele alınmıştır. Einstein, Özel İlişkinlik Kuramı’nı 1905’de, Genel İlişkinlik Kuramı’nı ise 19l6’da açıklamıştır.
Özel Kuram; ya, bir başkasına göre değişmez bir hızla devinen ivmesiz nesne ve dizgelerle, ya da hiç devinmeyen ve değişmez hızlarla ilgilenir. Genel Kuram ise; Bir başkasına göre hızlanan ya da yavaşlayan ivmeli nesne ya da dizgeleri konu edinir.
Özel İlişkinlik Kuramı
Einstein’ın Özel İlişkinlik Kuramı ile ortaya koyduğu görüşlerin tümü, koyut (postulat) niteliğindeki iki temel ilkeye dayanır:
1- Birbirine göre değişmez hızla devinen bütün başvuru dizgelerinde, fizik yasaları aynı biçimde eşitlikler ile anlatılır. Eş deyişle doğa yasaları, birbirine ilişkin düzgün (bir biçimli) devinen tüm dizgeler için aynı biçimde geçerlidir.
Özel Kuramın tanıttığı birinci olgu şudur: Tüm devim görelidir, saltık devimden asla söz edemeyiz. Genel olarak bir nesnenin, şu ya da bu hızda olduğu değil, o nesnenin bir başkasına göre, şu ya da bu hızda olduğu söylenebilir.
2- Bir gözlemciye göre ışık hızının “değişmez” olduğu kuralıdır. Eş deyişle, ışığın boşluktaki hızı tüm gözlemciler için aynı olup, gözlemcilerin deviniminden bağımsızdır. Bir başka deyişle ışık, kendisini yayan kaynağın deviniminden bağımsız olarak, boşlukta belirli bir C hızıyla yol alır ve gözlemciye göre ışık hızının değeri daima 299.792, 5 km/sn dir. Gözlemci ile ışık kaynağının birbirlerine göre çok hızlı ya da çok yavaş yaklaşıp uzaklaşmaları ışığın hızını etkilemez.
Newton fiziğinde öngörülen “aynı yönde devinen dizgelerde hızlar birbirleri üzerine eklenir” kuralına karşın, Einstein, “hangi dizgede ölçülürse ölçülsün, ışık hızı değişmez” demiştir. Eş deyişle, ışığın hızı bir dizge içinde ne ise dışında da odur ve dizgenin hızı ile birleşerek ne azalır ne de artar. Bunun böyle olduğu deneylerle kanıtlanmıştır. Bilim çevreleri için de herhangi bir kuşku yoktur. Ancak, bu durum sağduyuya ve alışkanlıklarımıza uygun gelmemektedir.
Örnekleyecek olursak; 100 km/saat hızla gitmekte olan bir aracın üstünden 20 km/saat hızla atılan bir taş düşünelim. Bu taşın hızı yere göre nedir diye sorulduğunda yanıtı gayet açıktır. 100 + 20 = 120 km/saat’tir. Ancak, eğer aracımız 100 km/saat hız ile giderken üstünden el feneri ile ışık demetlerini gönderecek olursak, durum hiç de böyle değildir. Yani, aracın hızı (100 km/s) ile ışığın hızı (300.000 km/sn) nın toplamı kadar değildir. Işık, aracın hızından bağımsız olarak ve hiç etkilenmeden 300.000 km/sn ile devinecektir.
İlişkinlik kuramının bu şaşırtıcı sonucu yetmezmiş gibi, cisimler ışık hızına yakın hızlarda devindiklerinde klasik mekaniğin üç temel niceliği olan “uzunluk”, “kütle” ve “süre” (zaman) de şaşırtıcı değişikliklere uğramaktadır.
Eş deyişle, bu hızlarda, cisimlerin uzunlukları kısalır, kütleleri büyür ve zamanın geçişi yavaşlar.
Özel Kuramın öngördüğü sonuçları kısaca anımsayalım.
1. Zamanın Genleşmesi:
Eğer iki gözlemci birbirlerine göre deviniyorlarsa, her birine öbürünün zaman süreci yavaşlamış görünür. Bir gözlemciye göre devinen bir saat, gözlemciye göre, dururken olduğundan daha yavaş çalışır. Aynı iki saatin birini roketle uzaya gönderdiğimizde, roketteki saat, yerde kalan saate göre daha yavaş çalışacaktır. Yani uzay aracında, iki olay arasındaki zaman aralığı T ise, yeryüzünde aynı zaman aralığı daha uzun bir T1 süresi içerecektir. Yerden bakıldığında, zaman aralığının başlangıç ve sonunu belirleyen olaylar farklı yerlerde oluşur ve sonuçta aralığın süresi uygun zamandan daha uzunca gözükür. Bu etkiye “zaman genleşmesi” denir. Ancak, uzay aracında bulunan bir kimse için, böyle bir yavaşlama söz konusu olmayıp, saat normal hızıyla çalışıyor gözükecektir. Eğer bu gözlemcinin dünyada bir ikiz kardeşi varsa, geri döndüğünde ikizini kendinden daha yaşlı bulacaktır.
Bu olgu da, hızların eklenmesi sorununda olduğu gibi, sağduyumuza aykırı gelmektedir.
Klasik fizikte zaman, herkes için aynı hızda geçen ve tekdüze akan bir şey olarak kabul edilmişti. Özel Kuram, birbirlerine göre hareket eden iki gözlemci için, zamanın farklı hızlarda aktığını ortaya çıkartmıştır.
Bu olgu 1920’de Amerikalı bilim adamı Herbert İven tarafından kanıtlanmıştır.
2. Eş süreliliğin Göreliliği:
Sürenin göreli oluşu nedeniyle, bir gözlemciye aynı anda oluyor izlenimi veren olaylar, göreli devimde olan bir başka gözlemciye aynı anda oluyor gözükmeyecektir. Eş deyişle, birbirine göre devinen iki gözlemci, hızları değişmiyorsa, iki ayrı yerde gerçekleşen iki olay arasında geçen süreyi aynı biçimde değerlendiremezler.
Gözlemcilerden biri, bu iki olayı aynı anda yani eşsüreli olarak gördüğünde, öbürü olayları bir süre aralığı ile görecektir.
Devinen bir trenin, iki ucuna aynı sürede yıldırım düştüğünü düşünelim. Trene dışarıdan bakan ve yıldırım düştüğünde, konumu trenin tam orta noktasında bulunan bir gözlemci, yıldırımın iki uca da aynı sürede düştüğünü görecektir. Trenin içinde ve ortasında bulunan gözlemci ise, öne düşen yıldırımın, süre olarak daha önce düştüğünü savunacaktır. Tren belli bir hızla öndeki yıldırıma yaklaşmakta olduğundan, gözlemci arkadan gelen yıldırımın ışığını daha geç algılayacaktır. Trenin ışık hızıyla gittiğini düşünürsek trendeki gözlemci arkadaki yıldırımın ışığını hiç bir biçimde algılayamayacağı için yalnızca öne yıldırım düştüğünü söyleyecektir.
Trene dışarıdan bakan gözlemciye göre, eşsürede düşen yıldırımlar, trendeki gözlemciye göre farklı sürelerde oluşmuştur. Burada kimin sözleri doğrudur sorusu anlamsızdır. Her iki gözlem de doğrudur, çünkü, her ikisi de yalnızca gördüklerini ölçmektedir. “Eşsüreliliğin Göreliliği” denilen bu olgunun nedeni, olayların gerçekleştiğine ilişkin en hızlı belirti olan ışığın hızının her iki gözlemci için de “aynı” ve “sonlu” olmasıdır.
3. Uzunluğun Kısalması:
Özel Kuram bir gözlemciye ilişkin olarak devinen bir nesnenin kütlesi artarken, boyutlarının gerçekte küçülmesi gerektiğini öngörür. “Büzülme etkisi” dediğimiz bu olgu, göreli hızların ışık hızına yaklaştığı durumlarda belirginleşir.
4. Kütlenin Hız ile Artışı:
Kütle kavramı, “özdeğin devim değişmelerine karşı gösterdiği direnci” anlatır. Bir nesne, bir gözlemciye göre deviniyorsa, klasik fiziktekinin tersine, hızı arttıkça, kütlesi de giderek artacaktır. Bu artış oranı gözlemci ile nesnenin ilişkin hızlarına bağlıdır. Kütlenin artması bir nesnenin boyutlarının arttığı anlamına gelmez. Burada nesne büyüyerek değil, küçülerek ağırlaşmaktadır.
5. Olası En Büyük Hız:
Özel Kuramın belki de en şaşırtıcı öngörüsü, hiçbir şeyin, belli bir hızdan daha hızlı gidemeyeceğidir. Bir gözlemciye göre devinen nesnenin hızı arttıkça boyunun kısaldığını bulmuştuk.
Şimdi hızı gittikçe arttırırsak ne olacağını soralım. Nesne ortadan yok mu olacaktır? Göreli hız (V), ışık hızına (C) yaklaştığında, nesnenin boyu da sıfıra yaklaşacağından, V=C olduğunda, uzunluk sıfırdır. Bu ise nesne ortadan kalkmış demektir.
E= m.c2
Eş deyişle, “kütlesi sonsuz” olmuştur. Kütle, “eyleme direnç” demek olduğundan, kütlenin sonsuzlaşması, “eylemsizliğin sonsuzlaşması” yani, “devimin olanaksızlığı” demektir. Sonsuz kütlesi olan bir cismin ışık hızında devinmesi için, sonsuz kuvvet gerekeceğinden, ne tür bir kuvvet uygulanırsa uygulansın, hiçbir şey ışık hızı ile ya da ışıktan hızlı devinemez. Sonuç; Işık hızı, evrendeki en yüksek hızdır.
6. Kütle ve Enerjinin Eşdeğerliliği:
Özel İlişkinliğin temel ilkelerinden Einstein’ın elde ettiği en ünlü bağıntı “kütle” ve “enerji” ile ilgilidir. Devinen cisimlerin kütlesi arttığına göre ve devim de bir çeşit çabukluk erki (kinetik enerji) olduğuna göre, devinen cismin kütle artışı, onun erkinin artışından ileri gelmektedir.
Özel Kuram, oldukça küçük bir nesnenin olağan üstü büyüklükte bir erk niceliğine eşdeğer olduğunu öngörür.
Bu erk, kütle ile ışık hızının karesinin çarpımına eşdeğer bir erk olup, E = mc2 denklemi ile gösterilir. Bir başka deyişle, E = mc2 denklemi, herhangi bir nesnenin kütlesi, geride hiçbir kütle kalmayacak biçimde erke çevrildiğinde, elde edilecek erk niceliğini belirler.
Klasik Fizikte evrende özdek ve erk olarak iki ayrı öğe kabul edilmişti.
Özdek; durağan, dokunulur ve kütlesi olan,
Erk ise, devimli, görünmez ve kütlesi olmayan olarak tanımlanmıştı.
Einstein bu ikisinin bir ve aynı şey olduğunu ve özdek adı verilen öğenin, özünde “yoğunlaşmış erk” olduğunu tanıtlamış ve aralarındaki ayrımın yalnızca birbirlerine dönüşüm olduğunu göstermiştir.
Günümüz kuramcılarından bazıları ise böyle bir dönüşümün söz konusu olamayacağını ileri sürmektedirler:
E = mc2 denkleminde aslında bir özdeksel biçim değiştirme vardır denmektedir. Burada anlatılmak istenen şudur: Enerjinin de bir kütlesi vardır, bu nedenle, kütle enerjiye dönüşür denemez. Kütlenin de bir enerjisi vardır, enerji kütleye dönüşür de denemez.
Uygun bir söylem ise şöyle olmalıdır; E = mc2 bağıntısında her türlü değişimler (iki yönde de) için, dizgenin, ilişkin (relative) kütlesi ile ilişkin (relative) enerjisinin toplamı aynı kalmaktadır.
Genel İlişkinlik Kuramı
Einstein doğanın bütünselliğine ve armonisine inanıyordu. Yaşamı boyunca Fiziğe ortak bir temel bulmak için çalıştı. Başlangıçta Klasik Fizikte ayrı birer disiplin olarak ele alınan Elektrodinamik ve mekanik konularına ortak bir çerçeve bulmak istemişti.
Özel Kuramında, bir başkasına göre değişmez bir biçimde devinen “ivmesiz” nesne ve dizgeleri veya hiç devinmeyen “sıfır, değişmez” hızları incelemiş ve Newton’un devim, kütle, süre, erk vb. ile ilgili fiziksel yasalarını kökten değiştirmişti.
Bu durum Klasik Fiziğin yapısını birleştirmiş, zaman ve uzay gibi kavramlar ise yeni anlamlar kazanmıştı. Kurama göre artık uzay (mekân) üç-boyutlu değil, zaman da bağımsız bir varlığa sahip değildi. Mutlak zaman ve mutlak uzay kavramları yerlerini uzay-zaman denen dört-boyutlu sürekliliğe bıraktılar.
“Dünya, uzay-zaman sürekliliğidir” anlayışı doğa ve evren için oluşmuş dünya görüşlerini de bağlı olarak değişime uğratmış oldu.
Ancak bir kuram fiziksel olguların tüm sorunlarını tüketmekle genel ve evrensel nitelik kazanabilirdi. Bir başka deyişle İlişkinlik Kuramı’nın, Newton’un Evrensel Çekim Yasasını da kendi modeli içinde açıklayabilmesi gerekiyordu. Bunun yanında uzay-zaman kavramının anlaşılması, evreni bir arada tutan kütle çekiminin (gravitasyon) bilinmesine bağlıydı.
1915 de Einstein Özel İlişkinlik Kuramı’nı kütlesel (bu bağlamda kütle, yerçekimsel kuvvetin nicel yönü olarak tanımlanır) cisimlerin karşılıklı yerçekimini de içine alacak şekilde genişletti. Einstein bu çalışmasında bir başkasına göre hızlanan ya da yavaşlayan “ivmeli” nesne ve dizgeleri ele aldı.
Bir asansör, serbest düşen nesnelerin hızlandığı kadar (9,8m/s2’lik ivme) hızlanırsa, artık içindeki nesnelerin ağırlıkları kalmaz.
Bu örnek bize kütle çekimi ile hızlanma deviminin eşdeğer olduğunu gösterir.
Genel İlişkinlik Kuramı devinim (hareket) ile kütle çekimi (gravitasyon) arasındaki ilişkiyi açıklamıştır. Hızı değişen bir hareketin mutlaklığı yoktur. Uzayda devinen cismin doğurduğu olaylar kütle çekimi etkisinden ayrılamaz. Bir başka anlatımla uzayda yerçekimi kuvveti ile ivmeli hareketin etkisi eşdeğer olup birini ötekinden ayırmak olanaksızdır. Bu duruma uzayın geometrik yapısal özelliği neden olur. Büyük kütlelerin olduğu yerlerde uzay düzlüğünü kaybeder ve çekim alanı oluşturur. Yerçekimsel kuvvetin uzay-zamanı eğdiği (büktüğü) öngörülünce eğilmiş uzayda artık Öklid Geometrisi de geçersiz olmuştur.
Özel İlişkinlik Kuramı nasıl ayrı sanılan zaman ve uzayı uzay-zaman kavramı ile birleştirmişse, Einstein’ın Kütle Çekim Yasası olarak da bilinen Genel İlişkinlik Kuramı da ayrı sanılan yerçekimi kuvveti ile eylemsizlik etkisini (süredurum) çekim alanı denilen bir kavramda birleştirir.
Einstein’ın ulaştığı sonuçlar Newton’unkilerle yaklaşık olarak özdeşti ancak, aralarında küçük bir ayrım vardı:
Newton yasasında, bir gezegenin yörüngesi durağan bir elipstir ve
F=G.mm2/d2 olarak gösterilir.
Einstain’ın kuramında, bir gezegenin yörüngesi dönen bir elipstir ve F=G.mm/d2 olarak gösterilir.
Genel Kuram;
1. Yörünge hızı en yüksek gezegen için dönme büyüklüğünün de en çok olacağını göstermişti. Genel İlişkinlik Kuramı ortaya çıkıncaya kadar Merkür yörüngesinin “dönen bir elips” oluşunun nedeni gizli kalmıştı. Bu kuram kullanıldığında, önceleri bir türlü açıklanamayan yüzyıllık dönme niceliği 43 yay saniyesi olarak bulundu.
Bu buluş, Genel Kuramın ilk kanıtını oluşturdu. Merkür elips biçimli yörüngede döndüğü için, yörünge hızı değişir ve bu nedenle kütlesi de değişeceğinden, sonuçta yörüngenin dönmesiyle karşılaşırız.
Einstein, Genel Kurama ilişkin olarak, büyük bir kütlenin çekim alanının etkisi altındaki “ışık demeti”nin davranışını da araştırmıştır. Sonuç; ışık demetinin de çekime uğradığı olmuştur. Çünkü, ışık demetlerini oluşturan fotonların kütlesinin olduğu ve bir yüzeye çarpan fotonların da basınç yapacakları düşünülmüştür: Yerküre üzerine düşen ışınım basıncı 700 gr/km2 olup, tüm yeryüzünde yaklaşık 300 milyon ton olarak hesaplanmıştır.
Gönderdiği ışını, kendisini terk etmesinden alıkoyacak kadar güçlü kütlesel çekimi olan, yoğun bir yıldızı düşlemek oldukça ilginçtir. Yarıçapı güneşinki kadar olan böyle bir yıldızın kütlesinin, güneşe oranla, yaklaşık 400.000 katı olacağı düşünülürse ve böyle yıldızlar varsa, ne kadar yakın ve parlak olsalar da onları asla göremeyiz.
2. Çekim özellikli bir kütlenin bir ışık demetine etkisi ve ışık demetinin tartılması, Genel Kuramın ikinci kanıtı olmuştur.
3. Çekim özellikli kütlenin zaman üzerine etkisi, dünya, güneş ve yıldızların atom saatlerinin yavaşlaması, Genel Kuramın üçüncü kanıtı sayılmıştır. Büyük bir kütle üzerinde tüm zaman süreçlerinin, daha küçük bir kütleye oranla yavaş geçeceği görülmektedir. Güneşten gelen ışıklar, çok farklı titreşen atomlardan ortaya çıkar; titreşimlerin sıklıkları deneysel yolla belirlenebilir; buradan da titreşim başına geçen süre saptanabilir. Dünyada aynı atomlar için titreşim sıklıkları ve karşılık oldukları titreşim başına sürelerle karşılaştırıldığında, güneştekilerin daha az olduğu görülür.
Bunun anlamı, titreşim başına geçen sürenin arttığı ya da sürenin kendisinin yavaşladığı olacaktır. Spektrumda kırmızı rengin titreşim sıklığı öbür renklerinkinden az olduğu için, kırmızıya doğru bir kayma gözlenir, buna, Einstein Kayması denmektedir. Bu deneyler, Genel Kuramın öngördüğü güçlü kütle çekim alanının zaman sürecini yavaşlattığının kanıtını oluşturmaktadır.
İlişkinlik Kuramı, Einstein’ın yaşamının son yirmi yılında kıyasıya uğraştığı çok daha büyük soruna yalnızca bir giriş olarak kabul edilmektedir. Bu ise, “Birleşik Alan Kuramı”dır. Birleşik Alan Kuramı’nın amacı, bildiğimiz birkaç temel ilkeden, tüm fiziksel olayları çıkarsamaktır.
Bu güne kadar, “Fizik Yasaları” genellikle birbirleriyle ilişkisiz, ayrı alanlar ya da dallarda geliştirilmişti.
Örneğin; dallardan birini Termodinamik oluştururken, bir diğerini Optik yasaları oluşturur. Yıllar boyu bilimsel bakımdan olgunlaştıkça, dallar arasındaki bağlantıları görmeye başladık, ortaya çıkan bu yeni bireşimler, bilimsel bilgiyi daha iyi kavramamızı sağladı.
Bilim insanları, genellikle sıcaklık, basınç, kuvvet vb. gibi doğrudan ölçülebilir niceliklerle uğraşmışlar ve kuramlarını bu nicelikler türünden geliştirmişlerdir. Öyle ki, bu nicelikleri hemen hemen düzeneksel (mekanik) sonuçlarla deneysel olarak ölçebilsinler. Ve yine, bir olayın “anlaşılmasına” değil de, fizik olarak kanıtlanmasına ya da Einstein’ın dediği gibi “deneyime yakınlığı”na önem verilmiştir.
Bilindiği gibi, fiziksel kanıtlar gereklidir, ancak bunların, anlamak için en önemli öğe olup olmadığı tartışılmalıdır. Her olasılığa göre Birleşik Alan Kuramı olayların daha zor anlaşılır doğasıyla ilgilendiğinden, diğer fizik kuramlarınınki gibi deneysel kanıtlamalara yatkın olmayacaktır. Başarılı bir Birleşik Alan Kuramı’nın gücü bildiğimiz denklemlerin türetmelerinden daha çok, verimli sonuçlar üretmesinde görülebilir.
Düş gücümüzü biraz zorlamakla, Birleşik Alan Kuramı için daha büyük yararlılıklar görebiliriz. Uslamlamalar genişletilince, şimdi bildiklerimizden tümüyle farklı alanları öngörme ve yaratmamızı sağlayabilir.
Uygarlığımızda bu türden bilimsel gelişmeler az olmakla birlikte görülmektedir. Örneğin; 1864’te Maxwell’in, en ilkel elektrik ve magnetik bilgilerinden yola çıkıp “radyo dalgaları”nı öngörmesi bu türdendir.
Bugün, Birleşik Alan Kuramı için de gelişmelerin eşiğinde bulunuyoruz. Fizik bilimi ve teknoloji açısından, tarihte görülmemiş bir biçimde artan, bilimsel ilerlemelerin coşkulu dönemlerinde yaşamaktayız. Yalnızca bilimsel buluşlar değil onların neden olduğu her biri bir öncekinden daha büyüleyici buluşların öngörüleri de yaşamımıza renk katıyor. Bunların pek çoğunu da İlişkinlik Kuramı’na ve Einstein’ın dehasına borçluyuz.
Hiç kuşkusuz bilimsel bilginin üretilmesi öncelikle bilim çevrelerinin işidir, çünkü uzmanlık gerektirmektedir. Buna karşın, üretilmiş bilimsel bilgi ile bilgilenmek her aydının öncelikli görevidir.
Aydının yüklendiği bir başka görev de diğer insanları bilimsel bilgi ile olabildiğince bilgilendirmektir. Unutulmamalıdır ki, bir toplumun ve giderek insanlığın gelişmesinin temel dinamiklerinden biri ve önde geleni “Bilimsel Bilgi”dir. Çağımızda bilimsel bilgiye güven geçmişe oranla daha çoktur. Bunun başlıca nedeni, teknolojik ürünlerin, yaşamda somut olarak oynadığı roldür. Değişik kültür biçimleri içinde yaşayan insan toplulukları, giderek aynı teknik ürünleri kullanarak, ortak bir yaşam biçimi elde etmektedirler.
Toplumsal değer ve kavramların, yaşam biçiminden yansıdığı düşünülürse, böyle bir olgunun insanlığı bir çatı altında birleştirmekteki önemi de ortaya çıkar. Bir başka deyişle ortak bilgi, doğa-toplum-birey üçgeninde, birçok karmaşık süreçlerin etkileşimi ile varlaşmaktadır.
Günlük yaşamda, genellikle, bilgi ile haber (enformasyon) birbirine karıştırılır. Haber, bilginin oluşması için, önceden varolması gereken bir koşuldur ancak, yeterli koşul değildir.
Bilginin varlık kazanabilmesi için haber ya da söylentinin belirli bir süreç içinde işlenmesi gerekmektedir.
Bilgi, haberden daha açık, daha dizgeli ve daha tutarlıdır. Haberden bilgiye geçişte bir bilinçlilik öğesi aracılık eder. Bu bilinç öğesi, haberin işlenmesini, dizgeleştirilmesini sağlar ve bilgiye giden yolda kişiyi yönlendirir.
Bu bağlamda bilgi, “kabul görme” gereksinimindedir. Kabul görmemiş bir bilgi hiç bir değer taşımaz. Buradan, bilginin, toplumsal bir olgu olduğu sonucunu çıkarabiliriz. Düşünce, kavram ve ulamlarına, kavramlar dile, dil ise topluma bağlıdır. Kavramlar kabul görme ile bireylerden bağımsızlaşarak birer toplumsal olgu niteliği kazanırlar ve bireyler üzerinde bir dış baskı oluştururlar.
Bilimsel gerçekliğin ilişkisinde tek olmasına karşın, bu gerçekliğin kavranıp toplumsal yaşama uygulanmasında saptanacak doğrular tek değildir çünkü gerçekliği algılayan özne daima kültür ve tarih içinde bir öznedir.
Bireyler üyesi bulundukları toplumun ortak ilgi ve çıkarlarının ve ayrıca amaçlarının belirlediği yönelim ve bakış açılarını paylaşırlar. Bilgi, yaşam için, bu bağlamda anlam kazanır. Bu tür düşünce, Einstein’ın İlişkinlik Kuramı’nın etkisi altında gelişmiştir.
Önceleri, Newtoncu ve Kartezyen, kesinlikçi bilgi anlayışı, tüm dünyaya egemen “tek doğrulu dünya görüşleri”nin oluşmasına neden olmuştur.
Einstein sonrası ise her kültüre ilişkin doğruluk daha doğru deyişle uygunluk anlayışı ile oluşturulan “göreli dünya görüşleri” benimsenmektedir.
19. yüzyılın sonlarında Antropolojiye egemen olan “evrimcilik” görüşüydü. Bu görüş, doğa bilimlerindeki türlerin evirilmesi kuramından yansıtılarak oluşturulmuştu.
Buna göre toplumsal kurumlar da doğal türler gibi evirilmekteydi ve bu evrimin en ileri basamağında modern batı kurumları bulunmaktaydı. Bu koşullar altında batılılar emperyalizmi benimsiyorlardı çünkü doğal evrim yasalarına göre doğal seçim (selection) vardı ve güçlü olan varlığını sürdürüyordu. Dolayısıyla, batılılar daha güçsüz toplumları sömürmekte kendilerinde hak görüyorlardı.
Bu toleranstan yoksunluk, saltıkçı dünya görüşüne karşın, ilişkinlikçi dünya görüşünün gelişmesini sağladı.
Epistemik ve kültürel açıdan “ilişkinlikçi dünya görüşü”; İnsanın bilme-kavrama-uygulama eyleminin arkasında yer alan normların, bütün toplumlarda aynı ve saltık normlar olmadığı, aksine kültürler bağlamında belirlendiği görüşüdür.
Ortaçağ düşüncesi dinsel dogmalara tutsak kalmıştı, 18. yüzyıl düşüncesinin sonsal dayanağı “arı usun değişmez ulamları” idi. 19. yüzyıl boyunca, Öklid ve Newton dizgeleriyle donanmış, fizik gibi sarsılmaz bir kale içindeki gururlu, kesinlikçi dünya görüşü, Einstein’dan sonra yetkesini yitirdi.
Bundan çıkan sonuç; doğa ve toplumu saltık bir yansızlıkla yorumlamakta bağımsız birey yoktur, belirli yorumlama modelleri (paradigma) ile sınırlanmış bireyler vardır.
Her düşünme biçimi ve dünya görüşü, gerçek ilişki içindeki bir toplumda varlık kazanabilir.
Bu bağlamda bilgi, kabul edilmiş ve geçerli kılınmış toplumsal bir güçtür. Toplum, insanın ikinci doğası niteliğindedir; daima çevremizde ve içimizdedir.
Toplum karşılıklı bir bağımlılık daha doğru deyişle bir ilişkinliktir. İlişkilerin sürekli değişimi toplumu devingen ve dirimli kılar. Bu durum toplumla gerçek ilişki içindeki her bireyi de değişime uğratır. Kuşkusuz birey toplum ilişkisi karşılıklı bir etkileşim sürecidir ancak, tek bir bireyin toplumu tümden değişime uğrattığı pek ender olaylardandır.
Böyle bir birey, toplumun gereksinimlerini ve isteklerini kendinde en iyi yansıtan ve toplumu yeni ufuklara taşımada güvenilir bir bireydir. Çağımızda böyle tek bireylerin toplumu değiştirmesi olgusu yerini giderek bilimsel bilgi topluluklarına bırakmaktadır.
Bu bilgiler ışığında ülkemize kısaca bir göz atalım:
Osmanlı İmparatorluğu’nda devletin ve toplumun resmi dünya görüşü (ideoloji) Sünni İslam’dı. Bu görüş eğitim kurumlarına, toplumun yaşam biçimine ve en önemlisi bireylerin duyarlığı ve algılama biçimine damgasını vurmuştu.
Cumhuriyetimizin kurucuları, özellikle Atatürk’ün gayretleriyle, bu ideolojinin yerine ‘‘pozitivizm”i benimsediler. Böylece Türkiye Cumhuriyeti’nin resmi ideolojisi pozitivist bilim anlayışına dönüşmüş oldu. Bu bir algı kalıbı değişimidir.
Türkiye’de ortalama bir birey, geleneğin egemen olduğu yaşamın içine doğar ve sonra okula giderek pozitivist düşünce biçimiyle tanışır. Bu tanışma sonrası geleneksel tutum ve pozitivist dünya görüşü arasında doğan çelişme, genellikle gerilim ve bunalımlara neden olur. Günümüzde, Türkiye’de bulunan bütün modern entelektüel akımların kaynağında öncelikle pozitivizm vardır. Pozitivizm, bir bakıma gelenekten kopmanın aracı olarak benimsenmiştir.
Pozitivist bilim ideolojisi, bilimsel bilgide bulunduğunu ileri sürdüğü “yasa” ve “evrensellik” kodları açısından bakıldığında, bir zorunluluk öğesi içerir. Bu görüş, Newton’cu-Kesinlikçi doğa yasalarına oturtulduğunda, neredeyse, bilim dogmatizmine dönüşmüştür. Ancak, Einstein sonrası gelişmeler kavrandığında, bu tür bir “bilim dogmatizmi” anlaşılmış ve aşılmış olacaktır.
Dinsel dogmatik tutumdan akılcı (rasyonalist) tutuma oradan da pozitivist tutuma geçilmişti.
Şimdi ise “ilişkinlikçi dünya görüşü”nü benimsemek zamanıdır. Dünya görüşlerindeki hızlı değişimler, algı kalıplarını da değişime uğrattığından, birbirini anlamakta güçlük çeken farklı topluluklar oluşmaktadır. Üstelik bütün bu görüşlerin yeterince özümsendiği ülkelerde bu böyledir. Bir de özümsenmediği açıkça belli olan ülkemizde ciddi bir kavram karmaşası ve entelektüel bunalım gözlenmektedir.
Bu bunalımın aşılması genel çerçevede bir ülke politikası işidir, özel durumda ise aydınlanmaya gönül vermiş topluluklarda sürekli insan emeği ile olanaklıdır.
