Fiziğin Temelleri Nedir

Fiziğin Temelleri Nedir

Fizikte diğer temel kavramlar olarak korunum ve invaryantlik Pozitif bilimler ve fiziğin temeli olarak basitlik ilkesi Fizik matematik ilişkisi Fizik, felsefe ilişkisi Fizikteki temel kavramların son yüzyıldaki değişimi fiziğin en temelinde hangi kavram ya da ne var içinde bulunduğumuz zamanda bu soruya cevap vermek oldukça zor. Çünkü bina o temeller üzerinde yükselmiş durumda. insanlığın düşünce tarihine bakıldığında pozitif bilimler oldukça yeni olarak karsımıza çıkar ama buna rağmen oldukça hızlı gelişmişlerdir yine düşünce tarihine Gore

Genelde biliminozelde fiziğin dayandığı temeller üzerine bir deneme Bu küçük denemede şunlar kısaca gözden geçirilecektir Tüm doğa bilimlerinde ve fizikte doğanın konumu Fiziğin iki temel kavramı olarak uzay ve zaman Fiziğin diğer önemli temeli olarak neden-sonuç ilkesi Fiziğin, en temel sureci olarak ölçme gözlem ölçme deney uçlusu Fiziğin metodunun temel özelliği olarak doğadaki değişimleri değişmeyenlerle açıklamak

En basta bütün bilimler kendi dışımızda varlığı bizden bağımsız bir olgular dünyasından yola çıkmışlardır. Bu olgular dünyasının en temel özelliği nesnel ve anlaşılabilir olmasıdır.20. yy. baslarında fizikte oluşan devrimsel nitelikteki gelişmeler kendi dışımızda bizden bağımsız ve nesnel bir olgusal dünyanın varlığı konusundaki görüşlerimizi değiştirmiştir. Bu noktada nasıl ki olgulardan ve olaylardan bağımsız bir uzay ve zaman düşünülemezse bizden bağımsız bir epistemolojik süreç de düşünülemez evreni anlamak adına Bu bilme surecini

bazıları söyle tanımlar Kendimizedisimizdaki nesnelerin içimizdeki hayalet cisimlerini ya da simgelerini yaparız Öyle ki resmin mantıksal olarak zorunlu sonuclariher zaman resmedilen nesnelerin fiziksel olarak zorunlu sonuçlarıdır.

Hertz Bilimler turlu düzenden yoksun duyu verileri algılar ile mantıksal olarak düzenli düşünme arasındaki uygunluk sağlama çabasıdır.

Einstein THA Fundamentals of Theoritical Physics Science 91-1940 Bilimgozlem ve gözleme dayalı usluma akıl yürütme yoluyla önce dünyaya ilişki olguları sonra bu olguları birbirine bağlayan yasaları bulma çabasıdır.

Russal Religion and Science Görüldüğü gibi Einstein in tanımından düzenin olgu dünyasının değil insan aklinin bir niteliği olduğu çıkıyor. Aslında düzenin olgu dünyasından mı yoksa insan aklından mı kaynaklandığı çok da önemli değil.

Fiziğin iki temel kavramı uzay ve zaman dır dır. Uzay nesnelerin zaman da nesnelerin değişiminin düzeni olarak düşünülebilir. Fizik içinde bulunduğumuz evreni anlamak icino evrenden yapılan soyutlamalar bütünü olarak düşünülürse o evrenden ilk elden soyutlanan kavramlar uzunluk kütle ve zamandır. Klasik fizikteki diğer tüm kavramlar kuvvet momentu menerji gibi bu ucunun üzerine kurulmuştur. Bu uç kavramın ölçülmesi Çerkezce kabul edilmiş standart niceliklere Gore yapılmaktadır.

Fiziğin diğer önemli temeli neden-sonuç dur. Tüm olaylar birbirine neden-sonuç ilişkisiyle bağlıdır Bu evrende oluşan olayların Sebenlerinin yine evrende olması gerekliligidirbaska yerlerde değil. Zaten pozitif bilimlerin ortaya çıkış sebebidir bu. Bu noktadailkcag felsefesinin mitolojik süreçten sonra ve-bu günkü anlamında pozitif bilimlerin

ortaçağdan sonra oluşması oldukça benzerdir Fiziğin en temel sureci şüphesiz ki ölçmedir. Gözlem ölçme deney, süreçleri dusunulursearalarindaki benzerliğin amaç benzerliği olduğu görülür. Hepsi içinde bulunduğumuz evrene ait özelliklerin bize aktarılması içindir. Gozleminsanin düşünmesiyle beraber varılmaya başlamıştır ölçme ve deney ise daha sonraları ortaya çıkmıştır

Deney evrenin belli bir kısminin benzerinin yaratılıp üzerinde çeşitli ölçme süreçlerinin gerçekleştirilmesidir doğa evrenin en yakınımızdaki parçası olarak düşünülürse gözlem ile doğaya müdahale edilmiyormuş fakat ölçme ve deneyle müdahale ediliyormuş gibi görünür. Oysa saf olarak gözlem bize doğayı anlamak yolunda çok şey kazandırmaz. Daha aktif bir yaklaşım gerekir ki bu da deneydir. Ölçmenin önemi ise fizik-matematik ilişkisinde ortaya çıkar.Daha sonra bu konuya deginilicek

Fiziğin bir diğer temel özelliği evrendeki değişimleri değişmeyenlerle açıklamaktır. Yani denilebilir ki fizik-ve genelde bilim-evrendeki değişimleri değişmeyen şeyler aracılığıyla açıklamaya çalışmaktır. Klasik fizikteki konumhizivme kavramları düşünülürse bu daha iyi görülür. Hız konumun değişimidir ve eğer sabit değilse ivme kavramına ihtiyaç vardır. ivme hızın değişimidir ve eğer o da sabit değilse onun değişimini gösteren sabit bir niceliğe ihtiyaç vardır

Aslında insan doğadaki değişimleri günlük hayatta sanıldığı gibi algılamaz. insanin doğayı algılamakta kullandığı beş duyusundan gözü düşünelim. Doğayı algılamak için en çok kullandığımız duyumuz şüphesiz ki gözdür. Görme olayı beyin ile gözlenen nesnenin bir etkileşimidir bu göz aracılığıyla olur. Göz hareketli cismin çok küçük zaman aralıklarıyla-durumlarını algılar. Yani göze kadar olan süreçte bir süreklilik yoktur sabit durumlar üzerinde sıçramalar vardır. Gözden sonraki süreçte yani göz-beyin arası süreklilik sağlanır.

Sonuçta bazı şeylerin değişmemesiyle evrendeki değişimleri açıklamak fiziğin metodunun temelinde vardır. Fizikteki korunum ve invaryantlik kavramları da bu noktada fiziğin temelinde yer almış oluyor. Korunum niceliğin zamana Gore değişmemesidir invaryantlik ise sisteme Gore değişmemesidir. Sistemler çözüm yapılan değişik matematiksel sistemler de olabilir. Yani çözüm hangi matematiksel sistemde yapılırsa yapılsın sonuç ayni fiziksel gerçekliğe tekabül etmelidir

Bu invaryantligin en genel anlamdaki yorumudur. Özelde ise denilebilir ki invaryantlik bir niteliğin bazı dönüşümlere Gore değişmemesidir. Peki, invaryantlik ya da korunum gerçekte var mıdır Şüphesiz ki bu iki büyük kavramın ortaya çıkısında beklentilerimiz sandığımızdan daha büyük rol oynamaktadır. Korunum ya da invaryantlik olmasaydı evreni anlamak bu günkünden daha zor olabilirdi.

Ayni şekilde fiziksel yasaların basitliği ilkesinde de beklentilerimiz büyük rol oynamaktadır. Doğa basit midir yoksa karmaşık mı? Bilmiyoruz. Ama doğayı açıklamak için yaptığımız yasalar basit olmalı Daha derinlemesine bir inceleme için Pozitif Bilimlerde Basitlik ilkesinin Belirlenmesi Yolunda Bir Deneme I.U. Ed. Fak. Yayınları no2866- 1981Fizik onu yapan fizikçilerden bağımsız olarak dusunulemiyecegi için fizikçilerin beklentileri de fiziğin içinde ve metodunda yer etmiştir.Ayni şeyler tüm pozitif bilimler için söylenebilir

Fizik-matematik ilişkisi de fizik için oldukça temel bir ilişkidir. Matematikten bağımsız bir fizik düşünülemez. Ancak fiziğin biçimsel bilimler gibi aksiyom atik olmayışı onu saf matematikten ayırır. Klasik mantığın uç ilkesi fizikte de temeldir ama fizik tam olarak aksiyom atik değildir. Gerçi Kurt Model in 1931 de yayınladığı o meşhur makalesinden sonra matematiğin de aksiyom atik yapısı tartışılır olmuştur ama 20 gram su ile 30 gram suyu karıştırıp karışımın kütlesini ölçtüğümüzde 60 gram buluyorsak hatayı aaaa30=50 önermesinde aramayız

Matematik bir formalizm olmasının ötesinde yer etmiştir fizikte. Çünkü evrenden soyutlanan birtakım şeylerin üzerinde matematiksel işlemler yaptığımızda sonuçta bulunan şeylerin yine evrene ait olması sozkonusudur. Bu da matematiğin fizikte sadece bir gösterim sekli olarak yer etmediğini gösterir. Ancak matematiksel olarak ortaya çıkan her sonuçla fiziksel gerçeklikler arasında birebir tekabuliyet var mıdır

Matematiksel bir önerme olgusal dünyaya ilişkin olduğu kaderiyle kesin değildir kesin olduğu kadarı ile olgusal dünyaya ilişkin değildir. Einstein

Einstein in bu düşüncesi yukarıda sorulan soruya bir cevaptır Ama bu cevap ile matematiğin fizikteki konumu net olarak belirmez.Burada bir enformasyon azalısı sozkonusudur.Ayni durum kuantum fiziğinde vardırmikro evrende yapılan bir deneye ait olasılık genliği olası tüm sonuçları kapsar ama gözlenen deney sonucu bunlardan sadece biridir.

Fizik ve felsefe de birbiriyle yakından ilişkilidir. Newton dan Heisenberg e Mac Boan dan David Boam a kadar birçok fizikçi ayni zamanda iyi birer filozof idiler. Yazık ki filozoflar arasındaki iyi fizikçilerin şayisi bu kadar çok değildir

Bu yüzden bazı fizikçiler felsefeden uzak durmayı tercih ederler 17. yy. da Descartes in şüpheciliğiyle düşünüyorum öyle ise verimi temel alması ve bunun üzerine felsefesini kurması mekanik evren anlayışını oluşturması ve Newton un öğrenciliği sırasında Descartes in görüşleriyle tanışıp daha sonra mekaniğin o uç temel yasasını ortaya atması fizik felsefe, ilişkisinin başlamasıdır ve güzel bir örneğidir. Zaten fizik felsefe matematik ve bugünkü diğer doğa bilimlerinin bir arada olması ancak Ronesanstan sonra ayrılmaya başlamaları aralarında siki bir ilişki olmasının doğal bir sebebidir

Bu yüzden felsefe incelenmelidir. Çünkü felsefe tarihi insanlığın geçirdiği düşünce aşamalarıdır ve bu aşamaların belli bir yerinde pozitif bilimler doğmuştur çünkü epistemoloji bilme surecini sorgular ve bu süreç tüm pozitif bilimler için kaçınılmazdır oysa pozitif bilimler bu sureci sorgulamaz. Çeşitli zamanlarda bazı filozoflar ellerinden geldiğince pozitif bilimler ve özellikle fiziği kullanıp bunun üzerine felsefelerini kurmuşlardır. Fakat bu filozoflar kendi zamanlarındaki fiziği ne kadar iyi biliyorlardı

Örneğin entropi kavramını ya da kuantum fiziğini gerçekten hazimsayabilmisler miydi yoksa bunlardan birer ikişer cümle okuyup felsefelerini bunlar üzerine mi temellendirmislerdi Bu durumda yapılanlar vurgunculuk dan dan öteye geçemez Ya da doğa bilimleri Marj in yaptığı gibi doğrudan topluma veya insanlara uygulanabilir mi felsefe acısından fizik-felsefe ilişkisi ve sorunları bu durumdadır Sonuçta fizik ve genelde doğa bilimleri temel alınarak bir felsefenin kurulması ancak bir fizikçinin yapabileceği istir.

Son olarak fizikteki temel kavram ve ilişkilerin 19. yy. sonlarında başlayan ve hemen her alanda etkisini gösteren değişim surecinden nasıl etkilendiklerini özetleyelim

17. yy da doğa kendi disimizdabizim varlığımızdan bağımsız nesnel olarak varılan bir şeydi.20. yy. baslarından sonra artik gözleyenler olarak doğanın içindeki yerimizi aldık ve incelediğimiz saf olarak doğa değil doğa ile bizim birleşimimizden oluşan sistem oldu. ölçme sırasında doğaya yapılan müdahale göz önüne alınmaya başlandı.Bu müdahale makro evrende daha tespit edilebilirdir ancak kuantum fiziğinin incelediği mikro evrende tespit edilemez niteliktedir. Bu noktada daha fazla ayrıntı denemenin konusu dışındadır.

17. yy da uzay ve zaman birbirinden olaylardan ve nesnelerden bağımsız olarak ele alınıyordu. Newton mekaniğinde her turlu değişimden bağımsız akan ve, olaylar olsa da olmasa da akmaya devam eden-bir zaman vardır. Uzay da buna benzer niteliktedir. Madde var olsuda olmasa da uzay vardır.19. yy. dan dan sonra görüldü ki maddenin olmadığı yerde uzaydan değişimin olmadığı yerde de zamandan bahsetmek anlamsızdır. Böylece uzay ve zaman mutlak kimliklerinden kurtulup göreceli ve birbirlerine bağlı yerlerini aldılar.

Neden-sonuç zinciri varlığını korudu ve koruyacakta. Çünkü yukarıda belirtildiği gibi olayların birbirine neden-sonuç zinciriyle bağlı olmadığı bir evrende olayların sebebi başka yerlerde aranmaya başlanır ve bu da pozitif bilimlerin doğa bilimlerinin sonu demektir. Ancak evrene karsı olan deterministim bakış yerini olasılığa bıraktı.

17. yy da yapılan ölçme ve deneylerin doğaya bir müdahale olduğu düşünülmüyordu. 20. yy. da insanin bilme surecindeki yeri daha iyi anlaşılınca bu müdahale fark edildi ve olcmedeney gibi kavramlar daha iyi anlaşıldı. Özellikle kuantum fiziğinde deneyin ve ölçmenin niteliği klasik fiziğinkinden oldukça farklıdır. Ölçme-ister makro evrende ister mikro evrende ölçülen sisteme yapılan bir müdahaledir

Bu müdahale makro evrende tespit edilip hemen giderilebilir nitelikte olduğu halde mikro evrende bu nitelikte değildir. Çok temel ve hayalî bir örnek olarak su verilebilir Görme surecinin başlayabilmesi için gözümüze bir foton gelmesi gerektiği düşünülürse bir elektronu görebilmek için onun üzerine bir fotonun çarpıp gözümüze gelmesi gerekir. Bu ise elektronun durumunu daha farklı görmemiz demektir. Yani bu müdahale kaçınılmazdır. Dolayısıyla ölçme gözlem-deney uçlusunun niteliği tamamen değişmiş oluyor ancak önemlerini koruyorlar.

Basitlik ilkesi önemini korumaya çalışıyor ancak özellikle kuantum fiziğiyle ve daha sonraki gelişmelerle string theoryyuksek boyutlarda-1011-çözümler vb. bu ilke terkedilmis gibi görünüyor. Ya mikro evren oldukça karmaşık ya da mikro evreni klasik fizikten kalan bazı kavramlarla alan tanecik lokalizasyon gibi açıklamaya çalıştığımızdan teoriler ve soyutlamalar karmaşıklaşıyor.

Fizik-matematik ilişkisi 17. yy. damatematigin fizikte sadece bir gösterim sekli olmasından ibaretti. Oysa 20. yy. ve sonrasında özellikle teorik fiziğin gelişmesiyle matematik fizikte bir formalizm olmaktan öteye geçti.

Ve fizik-felsefe ilişkisi. Kuantum fiziğini doğuran 20. yy. bası ve 19. yy. sonundaki gelişmeler beraberinde çok derin felsefi tartışmalarıma getirdi. Bununla çok güzel yerlere varildi ama çokta vurgunculuk yapıldı. Felsefe fizik için kaçınılmazlığını korudu ve koruyacakta. Ayni şekilde fiziğin de felsefe için kaçınılmaz olduğu görüldü.Tabii ki ontoloji yâda benzer dallar için