Kaostan Çıkan Düzen

kaos-Son yıllarda, ikinci yasanın bu karamsar yorumuna yeni ve şaşırtıcı bir teoriyle meydan okundu. Nobel ödüllü Belçikalı Ilya Prigogine ve çalışma arkadaşları, termodinamiğin klasik teorilerine tümüyle farklı bir yorumun öncülüğünü yaptılar. Boltzmann’ın teorileriyle Darwin’inkiler arasında bazı paralellikler vardır. Her ikisinde de çok sayıda rasgele dalgalanmalar tersinmez bir değişim noktasına varırlar; birinde biyolojik evrim biçiminde, diğerinde ise enerjinin dağılması ve düzensizliğe dönük bir evrim biçiminde. Termodinamikte zaman, kolayca dönüşüme uğramayan bir duruma indirgenmeyi ve ölümü çağrıştırır. Burada şu soru ortaya çıkar: bu durum, örgütlenmeye ve hatta gittikçe artan bir karmaşıklıkta örgütlenmeye dönük içsel bir eğilim taşıyan yaşam olgusuyla nasıl örtüşmektedir? Yasa, eğer kendi hallerine bırakılırsa, şeylerin artan entropiye dönük bir eğilim taşıdığını söyler.

1960’larda, Ilya Prigogine ve diğerleri, gerçek dünyada atomların ve moleküllerin neredeyse hiçbir zaman “kendi hallerine bırakılmamış” olduklarını fark ettiler. Her şey diğer her şeyi etkiler.

Atomlar ve moleküller neredeyse her zaman dışarıdan madde ve enerji akışının etkisine açıktırlar, ki eğer yeterince güçlüyse, bu akış, termodinamiğin ikinci yasasının varsaydığı görünüşte karşı konulmaz düzensizlik sürecini kısmen tersine çevirebilir. Aslında, doğa yalnızca dağılma ve bozunmanın değil, tam zıt süreçlerin de sayısız örneğini sunar; kendi kendini örgütleme ve büyüme. Odun çürür ama ağaçlar büyür. Prigogine’e göre doğanın her köşesinde kendini örgütleyen yapılar vardır. Benzer şekilde M. Waldrop da şu sonuca çıkar:

Lazer kendi kendini örgütleyen bir sistemdir, ışık tanecikleri, fotonlar, kendiliğinden, tek bir güçlü demet içerisinde gruplanabilirler, bu demet içerisinde her foton uygun adım hareket eder. Rüzgârları sürükleyen ve okyanuslardan yağmur suyunu çeken kasırga, güneşten gelen kesintisiz bir enerji akışıyla güçlendirilmiş kendi kendini örgütleyen bir sistemdir. Matematiksel olarak analiz edilmek için çok karmaşık da olsa, canlı bir hücre, besin biçiminde enerji alan ve enerjiyi ısı ve atık madde olarak dışarı atan kendi kendini örgütleyen bir sistemdir. Tabiatın her yerinde çeşitli desenler görürüz. Bazıları düzenli bazıları düzensizdir. Bozunma vardır ama büyüme ve gelişme de vardır. Yaşam vardır ama ölüm de vardır. Ve aslında bu çelişik eğilimler birbirlerine sıkı sıkıya bağlıdır. Birbirinden ayrılamazlar. İkinci yasa, tüm tabiatın düzensizlik ve bozunmaya giden tek yönlü bir yolda ilerlediğini iddia eder. Ama bu, doğada gözlemlediğimiz genel desenlerle bağdaşmaz. “Entropi” kavramının kendisi, termodinamiğin katı sınırlarının dışında, sorunlu bir kavramdır.

fraktalTermodinamik çalışmalarına dalmış ciddi fizikçiler, “amaçsız bir enerji akışı nasıl oluyor da dünyaya hayat ve bilinç yayıyor” şeklindeki bir sorunun ne denli rahatsız edici olduğunun farkına varmışlardır. Meseleyi daha da karmaşık hale getiren şey entropi kavramının kaypaklığıdır, termodinamiğin amaçlarına uygun olarak ısı ve sıcaklık terimleriyle oldukça iyi tanımlanmış bulunan entropi, bir düzensizlik ölçüsü olarak saptanmasında şeytanca güçlükler çıkarmaktadır. Fizikçiler, sudaki düzenin derecesini ölçmekte büyük güçlüklerle karşılaşıyorlar, çünkü su buz haline dönüşürken kristal yapılar oluşturmakta ve bu arada enerji açığa çıkarmaktadır. Dahası termodinamik entropi; aminoasitlerin, mikroorganizmaların, eşeysiz üreyen bitki ve hayvanların ve beyin gibi karmaşık enformasyon sistemlerinin oluşumundaki biçim ve biçimsizliğin değişen derecelerinin bir ölçüsü olarak sefil bir iflâsa sürüklenir. Elbette bu evrimleşen düzen adacıkları ikinci yasaya boyun eğmelidir. Önemli yasalar, yaratıcı yasalar başka yerde yatar.

Nükleer füzyon süreci, evrenin bozunmasının değil, inşasının örneğidir. H. T. Poggio tarafından 1931’de buna işaret edilmişti. Poggio, termodinamik kasvet peygamberlerini, dünyadaki belirli ve sınırlı durumlara uygulanan bir yasayı hiçbir gerekçe göstermeksizin tüm evrene genişletme çabalarına karşı uyarmıştı. “Evrenin her zaman geri kalıp duran bir saate benzediğinden o kadar emin olmayalım. Bu saatin yeniden kurulması söz konusu olabilir.” İkinci yasa iki temel unsur –biri olumlu diğeri olumsuz– barındırır. İlki, belli süreçlerin imkânsız olduğunu söyler (meselâ ısı her zaman sıcak olan yüzeyden soğuk olana doğru akar, asla tersine değil) ve ikincisi (ki bu doğrudan birincisinden çıkar), entropinin tüm yalıtık sistemlerin kaçınılmaz bir özelliği olduğunu belirtir. Yalıtık bir sistemde tüm denge-dışı durumlar aynı türden bir denge durumuna doğru bir evrim üretirler. Geleneksel termodinamik, entropide yalnızca düzensizliğe dönük bir hareketi gördü. Ne var ki bu, yalnızca basit, yalıtık sistemlere (örneğin bir buhar makinesi) atıfta bulunur. Prigogine’in, Boltzmann’ın teorilerine getirdiği yeni yorum çok daha geniş çaplı ve kökünden farklı bir yorumdur.

Kimyasal reaksiyonlar moleküller arası çarpışmaların bir sonucu olarak gerçekleşir. Normalde, çarpışma bir durum değişikliğine yol açmaz, moleküller sadece enerji değiştirirler. Bununla birlikte, bazen bu çarpışma içerdiği moleküllerde bir değişikliğe yol açar (“reaktif çarpışma”). Bu reaksiyonlar katalizörler aracılığıyla hızlandırılabilir. Canlı organizmalarda, bu katalizörler enzim adını alan özel proteinlerdir. Bu sürecin dünya üzerinde yaşamın ortaya çıkışında belirleyici bir rol oynadığına inanmak için her türlü nedene sahibiz. Kaotik olarak görülen, moleküllerin salt rasgele hareketleri, belli bir noktada kritik bir aşamaya ulaşır, burada nicelik bir anda niteliğe dönüşür. Ve bu, yalnızca organik değil inorganik de dahil olmak üzere maddenin tüm biçimlerinin özsel bir özelliğidir. Biyolojik örgütlenme düzeyi yükseldikçe yönelimli zaman algılaması dikkate değer şekilde artar ve muhtemelen insan bilinciyle doruk noktasına varır.

kristalHer canlı organizma düzen ve aktiviteyi birleştirir. Tersine, denge durumundaki bir kristal, yapılanmıştır ama hareketsizdir. Doğada denge normal değildir, –Prigogine’den aktarırsak– “nadir ve kararsız bir durumdur”. Denge-dışılık kuraldır. Kristaller gibi basit yalıtık sistemlerde, denge uzun süreli olarak, hatta sonsuza değin korunabilir. Ama yaşayan şeyler gibi karmaşık süreçlerle ilgilendiğimizde durum değişir. Canlı bir hücre denge durumunda tutulamaz, aksi takdirde ölür. Yaşamın ortaya çıkışına hükmeden süreçler basit ve lineer değil, diyalektiktir, niceliğin niteliğe dönüştüğü ani sıçramaları içerir. “Klasik” kimyasal reaksiyonlar oldukça rasgele süreçler olarak görülür. İçerdiği moleküller uzayda düzgün olarak dağılmıştır ve yayılışları “normal bir biçimde” yani bir Gauss eğrisi tipindedir. Bu tip reaksiyonlar Boltzmann’ın görüşüne denk düşerler, burada reaksiyonun tüm yan zincirleri kaybolup gider ve reaksiyon kararlı bir reaksiyonda, hareketsiz bir dengede son bulur. Ne var ki, son onyıllarda bu tip ideal ve basitleştirilmiş reaksiyonlardan farklı kimyasal reaksiyonlar keşfedildi. Bunlar yaygın ismiyle “kimyasal saatler” olarak bilinirler. En meşhur örnekleri, Belousov-Zabotinski reaksiyonu ve Ilya Prigogine tarafından tasarlanan Brüksel modelidir. Lineer termodinamik, mümkün olan en düşük aktivite düzeyine eğilimli, kararlı, öngörülebilir bir sistem davranışı tanımlar. Ne var ki, bir sisteme etkiyen termodinamik kuvvetler, lineer bölgenin aşıldığı bir noktaya ulaştığında, artık kararlılıktan bahsedilemez. Türbülans ortaya çıkar.

Türbülans, uzun zaman boyunca düzensizlik veya kaosun eş anlamlısı olarak ele alındı. Fakat artık, makroskobik (büyük ölçekli) düzeyde sırf kaotik düzensizlik olarak görünenin, aslında mikroskobik (küçük ölçekli) düzeyde son derece örgütlü olduğu keşfedilmiş bulunmaktadır. Bugün, kimyasal kararsızlıkların incelenmesi yaygınlaştı. Ilya Prigogine’in kılavuzluğunda Brüksel’de izlenen özel araştırma programı özellikle dikkate değerdir. Kimyasal kararsızlığın başladığı kritik bir noktanın ötesinde nelerin gerçekleştiğinin incelenmesi, diyalektik açısından son derece büyük bir öneme sahiptir. “Kimyasal saat” olgusu bilhassa önemlidir. Brüksel modeli (Amerikalı bilimciler tarafından “Brusselatör” lakabıyla anılır) gaz moleküllerinin davranışlarını tanımlar. Kaotik, tümüyle rasgele hareket durumundaki iki tip molekül olduğunu varsayalım, “kırmızı” ve “mavi”. Belli bir anda, ara sıra kırmızı ya da mavi parıldamalarla birlikte bir “mor” renk veren düzensiz bir molekül dağılımının söz konusu olması beklenir. Ancak kimyasal bir saatte, kritik noktanın ötesinde gerçekleşen şey bu değildir. Sistem önce tümüyle mavi, sonra tümüyle kırmızıdır ve bu değişimler düzenli aralıklarla gerçekleşir. Prigogine ve Stengers şöyle diyor: Milyarlarca molekülün aktivitesinden kaynaklanan böylesi yüksek derece bir düzen inanılmaz görünür ve aslında, eğer kimyasal saatler gerçekten de gözlenmemiş olsaydı, kimse böyle bir sürecin olabileceğine inanmazdı. Tüm rengi bir anda değiştirebilmek için, moleküller bir şekilde “aralarında iletişiyor” olmalıdır. Sistem bir bütün olarak davranmalıdır. İleride tekrar tekrar, kimyadan nörofizyolojiye kadar birçok alanda açık bir öneme sahip bu kilit sözcüğe döneceğiz.

Disipatif yapılar* belki de en basit fiziksel iletişim mekanizmalarından birini gösteriyorlar. “Kimyasal saat” olgusu, doğada belli bir noktada, düzenin kaostan nasıl kendiliğinden çıktığını gösterir. Bu önemli bir gözlemdir, özellikle de yaşamın inorganik maddeden ortaya çıkış tarzına ilişkin olarak. “Dalgalanmalı düzen” modelleri, küçük nedenlerin büyük sonuçlarının olabileceği kararsız bir dünya öngörür, fakat bu dünya keyfi değildir. Tam tersine, küçük bir olayın güçlenmesine yol açan nedenler, akılcı sorgulama için meşru bir konudur. Klasik teoride, kimyasal reaksiyonlar istatistiksel olarak düzenlenmiş bir tarzda gerçekleşir. Normalde, düz bir dağılım gösteren ortalama bir molekül konsantrasyonu vardır. Gerçekte ise, kendi kendini örgütleyebilen lokal konsantrasyonlar ortaya çıkar. Bu sonuç geleneksel teori açısından tümüyle beklenmeyen bir durumdur. Prigogine’in “kendi kendini örgütleme” olarak adlandırdığı bu odaklanma noktaları, kendilerini tüm sistemi etkileyebilecek bir noktaya dek pekiştirebilirler. Eskiden marjinal olgular olarak düşünülen şeyin artık mutlak ölçüde belirleyici olduğu anlaşılmıştır. Geleneksel görüş, tersinmez süreçleri, makinelerdeki sürtünme ve ısı kayıplarının neden olduğu bir baş belâsı olarak değerlendirmekteydi. Ancak durum değişmiştir.

Tersinmez süreçler olmaksızın yaşam mümkün olamazdı. Cehaletin bir sonucu olarak tersinmezliğe öznel bir olgu gözüyle bakan eski görüşe bugün güçlü bir şekilde meydan okunmaktadır. Prigogine’e göre tersinmezlik, gerek mikroskobik gerekse makroskobik, her düzeyde mevcuttur. Ona göre, ikinci yasa, yeni bir madde anlayışına yol açar. Denge-dışı bir durumda, düzen ortaya çıkar. “Denge-dışılık, kaostan düzen çıkarır.”

* Disipatif sistemler: Çevreleriyle kütle ve enerji alış verişi yaparken, yapı değişimine uğrayarak, uzun vadeli global-dengeli yapılar oluşturabilen fiziksel-kimyasal tepki sistemleri. Bu sistemler, kesintisiz bir şekilde enerji dönüştürürler, bu süreç kendi kendini örgütlemeyi içinde barındırır.

Bir yorum :

  1. Anonim dedi ki:

    […] […]

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Abonelik için e-posta yazmalısınız. Yorumda html etiketleri kullanabilirsiniz.

Gönderen: sonsuz -->

Kategori: Bilim, Felsefe - Etiketler:, , , , , , ,