Evrenin Tüm Partiküllerinin Bütün Bilgilerine Erişilebilseydi Tüm Geçmiş ve Gelecek Hesaplanabilir miydi?

Sözlük yazarı '' sonsuzdan gelen q yuku'', zamanında Pierre - Simon Laplace tarafından ortaya atılan iddia üzerine bir yazı yazmış.
Evrenin Tüm Partiküllerinin Bütün Bilgilerine Erişilebilseydi Tüm Geçmiş ve Gelecek Hesaplanabilir miydi?
iStock.com

zamanında pierre - simon laplace tarafından bir iddia ortaya atıldı, iddiaya göre; herhangi bir andaki evrenin tüm durumu, tüm partiküllerin bütün bilgilerine erişilebilseydi bütün gelecek ve geçmiş hesaplanabilirdi (namıdeğer laplace'ın şeytanı).

aynı newton fiziğinde cismin hızını ivmesini ve konumunu bildiğimizde o cismin yere düşeceği süreyi hesaplayabileceğimiz gibi, evrenin de bu şekilde deterministik olduğu iddiasında bulundu. kısacası evrendeki hiçbir şeyin rastgele olamayacağını, her şeyin belirli fizik yasaları çevçevesinde ve aşırı derecede tanımlı olduğunu söyledi.

peki bu iddia ne kadar doğrudur, information theory'e bakalım, bilginin niteliği; bilginin sıkıştırılabiliriliği ile ters orantılıdır. 

bunu kısaca anlatmak gerekirse

tamamı 0'lardan oluşan bir dize düşünelim;

000000000000000000000000000000000000

bu dizeyi kolayca repeat(0) şeklinde sıkıştırabiliriz.aynı şekilde tamamı şu şekilde tekrar eden bir dizeyi de;

100100100100100100100100100100100100100

repeat (100) şeklinde sıkıştırabiliriz. görüldüğü üzere bilginin düzensizliği arttıkça sıkıştırılabilirliği azalıyor ve bize bir şeyler ifade etme olasılığı o kadar artıyor. tamamen sıfırlardan oluşan bir dize bir hiç iken, sıfır ve birlerden oluşturulmuş bir dizeye yeterince uğraşıldığı taktirde shakespare'in hamlet oyunu bile rahatça yazılabilir. aralarındaki tek fark karmaşıklık, dize ne kadar karmaşıksa o kadar çok bilgi barındırır.

burada bir çay arası verip bilginin ne olduğundan bahsedelim, bilgi temel olarak bir insan için anlam ifade eden olgudur. fakat bu yazıda bilginin daha temel bir tanımından söz edilmekte, dize ne kadar karmaşıksa o kadar çok bilgi barındırır derken bazılarınız "hayır barındırmaya da bilir, belki de anlamsız rastgele bir dizedir" demiş olabilir. fakat burada bilginin insan için anlam ifade eden anlamına değil kendisine bakıyoruz, rastgele anlamsız bir dize bile olsa bu dize; dizenin kendisini oluşturan kaynak hakkında bilgi verir. kısacası dizenin karmaşıklığı arttıkça, dizenin içerdiği bilgi artar.

düzensizlik evrenimizde entropi olarak tanımlanır yani kısaca bir bilginin entropisi ne kadar düşükse bilginin sıkıştırılabilirliği o kadar fazladır diyebiliriz.


peki tamamen sıkıştırılamaz bir bilgi var mıdır?

vardır. tamamen random dizelerden oluşan bir bilgi sıkıştırılamazdır, çünkü içinde tekrar eden bir pattern barındırmaz, kısacası entropisi en yüksek bilgi türü budur saf random bilgi, bu bilgiyi bir başkasına gönderecek olsaydınız bilginin tümünü yollamaktan başka bir çareniz olmazdı, herhangi bir şekilde sıkıştıramaz, sadeleştiremezdiniz.

tabi ki tamamen rastgele bir bilgi bizim için hiçbir şey ifade etmezdi çünkü biz bilginin içindeki patternleri anlayıp kullanmak için evrimleştik.

bir şeyin bize anlam ifade edebilmesi için sıkıştırılabilir olması gerekli, örneğin genel rölativite teorisi; bize tüm evrenin sadece tek bir formüle sıkıştırılmış bir anlatımını sunar, bu küçücük formülü kullanarak bir elmanın düşüşünü veya gezegenlerin yıldızlar çevresindeki yörüngesini bulabiliriz.

laplace'ın iddiasına dönmek gerekirse

evrendeki herhangi bir zamandaki tüm bilgiyi bilirsek evrenin gelecek ve geçmiş bilgisini bilebiliriz demişti. yani evrendeki bilginin sabit olduğu iddia etmişti, yani bir atom öbürüne çarpar momentumunu aktarır ve birinci atomun bilgisi 2. atoma aktarılır böylece bilgi kaybolmadan sürekli oradan oraya aktarılır.


fakat gerçekte termodinamiğin 2. yasasına göre evrendeki entropi sürekli olarak artar, dolayısıyla evrendeki bilgi sürekli olarak artar. kısacası laplace haksız çıktı.

peki evrendeki entropinin artmasından dolayı sürekli artan bilgi nereden gelir? cevap quantum mekaniği

quantum mekaniği 12 temel parçacığın nasıl davrandığını açıklar ve sadece olasılıksal bir teoremdir. yani size kesin olarak parçacığın yerini söylemek yerine belirli alanlarda bulunma olasılığından bahseder, parçacığın gerçekte bulunduğu yeri ancak bir ölçüm yaparak bulabilirsiniz(hatta ölçümle bile doğru yeri bulamayız fakat bu başka bir yazının konusu).

heisenberg belirsizlik ilkesini ilk ortaya attığında einstein olasılıksal bir teoriyi kabul etmedi, o da aynı laplace gibi deterministik bir evrende yaşadığımıza inanıyordu ve bu belirsizliğe olan tepkisini "tanrı zar atmaz" diyerek dile getirdi.

fakat heisenberg haklıydı, evren gerçekten deterministik değildi ve tahmin edilemez tamamen rastgele olan bazı olaylar vardı, quantum mekaniği gibi.

kuantum mekaniği her ne kadar parçacıkların konumlarını olasılıksal olarak tanımlıyor olsa da parçacıkların konumlarını ölçüm yapmadan bilmek mümkün değildi, ölçüm yapmadan önce parçacığın konumu tamamen rastlantısal ve bilinmez, kısaca randomdur. belirli bir olasılık bulutu içinde bir yerde bulunma şansını hesaplayabiliriz fakat biz ölçümü yapana kadar parçacık o olasılıksal bulutun içinde rastgele olarak bir oradan bir buraya hareket etmektedir, hatta bu hareket o kadar hızlı olmaktadır ki ölçümü yapana kadar parçacığın o alanların hepsinde aynı anda bulunduğu varsayılmaktadır.

tüm evrendeki bilgi , dolayısıyla entropi artışının temel sebebi budur. quantum mekaniğinden gelen rastgelelik.

Bu içerik de ilginizi çekebilir