14 Şubat 2021

Entropi ve uzlaşı

Termodinamik yasalar yalnızca fiziksel sistemler için değil, toplumsal süreçler için de yol gösterici. Ve mutlaka bir sonumuz olduğunu hatırlatıyor

Toplumlar zaman zaman kaos ve bunalımlarla mücadele ederler. Benzer şekilde canlı varlıklar da hastalıklarla ve olumsuz koşullarla uğraşmak zorunda kalırlar; ancak sonuç bellidir.

Zaman ilerledikçe hücreler bozulur, yaşlanır ve zamana yenik düşeriz. Canlı ya da cansız hiçbir fiziksel sistem bu olası sondan kurtulamaz.

Uygarlıklar ve sosyal sistemler de canlı varlıklar gibi doğar, gelişir ve yok olurlar. Bazıları biraz az, bazıları biraz daha fazla hüküm sürer; ama onları, her şeyi, hepimizi mutlaka bir son bekliyor.

Bizlere bu sonu hazırlayanı biliyoruz: "Entropi"!

Termodinamik, Boltzmann ve entropi

1824 yılında Fransız bilim insanı Sadi Carnot, buhar makinelerinin verimini incelerken "Carnot çevrimi" ile termodinamik biliminin temelini atmıştı. 200 yıl önce yaptığı bu çalışmalarla bugün onu "termodinamiğin babası" olarak tanıyoruz.

Bu arada "termodinamik" sözcüğünün Carnot'dan 30 yıl sonra, ilk kez 1854 yılında, İngiliz matematikçi ve fizikçi William Thomson tarafından kullanıldığını da belirtilelim.

Termodinamik bilimi, fiziğin en temel konularından biridir ve dört temel yasadan oluşur. Bu yasalar seti, fizikte çok genel bir geçerliliğe sahip, ancak "bir"den değil de "sıfır"dan başlatılırlar. Bunun nedeni, sıfırıncı yasanın birinci ve ikinci yasanın kabul görmesinden çok sonra, 1931 yılında R. H. Fowler tarafından tanımlanmış olmasıdır.

Sıfırıncı yasa ısıl dengeyi, birinci yasa enerji korunumunu tanımlarken, ikinci ve üçüncü yasalar entropi ve ısıl verim kavramı çevresinde şekillenir.

Carnot'tan 50 yıl sonra, 1877'de Avusturyalı fizikçi Ludwig Boltzmann, entropiyi fiziksel sistemde düzensizliğin bir ölçüsü olarak tanımlar ve formüle eder. Bu denklem ile entropi, fiziksel bir sistemin sahip olduğu 'mikro durumların sayısının logaritması ile orantılı olarak ifade edilir, S=k logW.

5 Eylül 1906'da hayatını trajik bir şekilde kaybeden Boltzmann'ın Viyana'daki mezar taşında isminden önce bu entropi formülü göze çarpar.

Bu formül, "Her şeyin mutlak bir sonu vardır" söyleminin bir anlamda canlı-cansız her şeyi kapsayan en genelleştirilmiş ifadesidir, diyebiliriz ve Boltzmann'ı ölümsüz kılmıştır.

Entropi ve evren

Kapalı sistemlerde entropi sürekli olarak artar, açık sistemlerde yani dışarıdan enerji alış-verişi yapabilen sistemlerde kontrollü olarak dengelenebilir.

Şöyle açıklamaya çalışalım: Bir teneke kutu içinde bulunan gazın sıcaklığı arttıkça ya da gaz sıkıştırıldıkça gaz molekülleri kutunun kenarlarına daha hızlı çarparak baskıyı artırırlar. Bu baskıyı azaltmak için dışarıdan enerji sağlayarak sıcaklığı düşürmeniz ya da kutudan bir kısım gaz moleküllerinin dışarı çıkışına izin vermeniz, yani entropideki artışı dengelemeniz veya durdurmanız gerekecektir. Buna negatif entropi deniyor.

"Gaz alma" deyimi de buradan geliyor olmalı!

Evrenimizin de entropisi artıyor.

Genel kabul gören Büyük Patlama modeline göre evren, hiçlikte tek bir noktadan bir anda enerji fışkırması olarak başlamıştı. O anda enerji yoğunluğu aşırı yüksek, ancak entropi olağanüstü düşüktü. Evrenin tekillik anındaki bu çok düşük entropisi şişme evresini doğurmuş, uzayın ışıktan daha hızlı genişlemesini sağlamıştı.

Yine modele göre, evren kapalı bir sistemdir ve dolayısıyla entropisi asla azalmaz. Kapalı sistemlerde artan entropi, sistemi hızla sona doğru sürükler. Bu anlamda evrenin bir sonu olacağı konusunda kuşku yok, ancak nasıl olacağı yönünde tartışmalar sürüyor.

Buna karşın, evren içinde yer almakla birlikte açık bir sistem olan Dünya'mız Güneş'ten aldığı enerji ile entropisini dengeleyerek bize sunduğu yaşam şansını sürdürebiliyor.

Sosyal sistemler ve entropi

Bir fizik üretimi olan entropi kavramı, çok daha sonra sosyal bilimler tarafından ekonomiden sağlığa, sosyolojiden felsefeye hemen her alana uyarlandı.

Fiziksel sistemlerde olduğu gibi, toplumsal yapının da entropisi var ve sürekli artmakta. Artan entropi sonucu toplumun iç enerjisi de artarak sınırları zorlamaya başlar ve önlem alınmazsa karşı konulmaz şekilde çözülmeye doğru gider. Tarih bilgimiz bunu doğruluyor. Ebediyen varlığını sürdürebilmiş bir sistem ya da uygarlık yok.

Artan entropi karşısında yönetimler sorunları çözmek ve kontrol altına almak adına yöntemler geliştirirler. Burada temel amaç düzensizlik eğilimini yani entropiyi kontrol altına almak ve sistemi dengede tutmaktır.

Kapalı sistemlerde entropinin doğurduğu sorunları kontrol altında tutmak çok kolay değildir. Bu süreçte sert önlemler alarak ve merkezi sıkılaştırmayı artırarak ilerleyen kapalı toplumlar, zamanla bu sıkılaşmanın da yetersiz kalması ile daha fazlasına yönelirler. Otorite, giderek daha çok merkezileşir ve beraberinde sorunlar daha da derinleşir; sonuçta yıkılır.

Modern toplum, tarihsel deneyimlerine dayanarak gelişme süreçlerinde oluşan siyasi ve ekonomik bunalımlara demokrasi olarak adlandırdığımız bir yönetim modeliyle çözüm bulma yönünde ilerliyor.

Bu yolla, otoritenin küçük grupların elinde toplanarak merkezileşmesi önlenirken seçimler yoluyla bir yönetim değişikliği yaratarak entropi artışının dengelenmesi sağlanabiliyor. Bu şekilde sistem daha dengeli bir sürece kendisini uyarlayabiliyor; birey kendini daha güvende ve daha özgür hissediyor.

Görüldüğü gibi termodinamik yasalar yalnızca fiziksel sistemler için değil, toplumsal süreçler için de yol gösterici. Ve mutlaka bir sonumuz olduğunu hatırlatıyor.

Bu sondan kaçışımız yok ama daha sağlıklı bir toplum, daha düzgün bir yaşam ve uzun bir ömür entropiyle nasıl uzlaştığımıza bağlı.

Yazarın Diğer Yazıları

Kuantum bilgi

Başlangıçta yalnızca enerji vardı; sonra temel parçacıklar oluştu ve hepsi bir araya gelerek bize bir gerçeklik yarattılar. Yani makro yapı, sonuçta mikro yapının bir ürünü. Belki de bilim insanları haklıdır; bu hayal, insanı en büyük sorusunun yanıtına götürecektir!

Ay'a seyahat

Daha 1 yıl önce, 2020'de, 2,5 milyon insanımızın ismini NASA aracılığıyla Mars'a gönderdiğini hatırlarsak, Mars yerine Ay tercihi sanki siyasi açıdan stratejik bir hata gibi duruyor

Koku, kuantum ve zihin kontrolü

Doğal kokumuz dış dünya ile etkileşimlerde önemli, ama kendimizi parfümlerle kapatıyor olabilir miyiz? Dahası kokularla yönlendiriliyor olabilir miyiz?