Laplace Şeytanı, Kaos Ve Kelebek Etkisi/Kaos Nedir?

Laplace Şeytanı

17 yüzyılda Isaac Newton'un kalkülüs ve klasik mekaniğin ilkelerini geliştirmesiyle bilimsel bir devrim gerçekleşmişti Bu tarihten sonra biliminsanları doğaya daha farklı bir açıdan bakmaya başlamışlardı Newton fiziği sayesinde ilk kez cisimlerin dinamikleri basit denklemlerle belirlenebilmeye başlanmıştı 18 yüzyıl sonlarıyla 19 yüzyıl başlarında Fransız bir fizikçi olan Pierre-Simon Laplace Newton'un bu alandaki çalışmalarının devamını getirdi

Laplace daha sonraları Laplace Şeytanı olarak anılacak fikrini şu satırlarla dile getiriyordu:

"Evrenin halihazırdaki durumunu geçmişin bir etkisi ve geleceğin nedeni olarak görebiliriz Dolayısıyla her bir anda doğaya etkimekte olan güçlerin tamamının bilgisine ulaşıp doğayı oluşturan varlıkların birbirleriyle olan etkileşimlerinden haberdar olabilen, bununla da kalmayıp bu uçsuz bucaksız bilgiyi analiz edebilen bir akıl, evrendeki en görkemli ve ağır cisimlerden en hafif atoma kadar herşeyi tek bir formülde toparlayıp geleceği de şimdinin kesinliğiyle bilebilecektir"-Marquis Pierre Simon de Laplace



Marquis Pierre Simon de Laplace

LLaplace Şeytanı olarak anılan bu düşünce geleceğin tamamiyle geçmişteki etkilerden meydana geldiğini savunan determinizmden doğuyor Öyle ki determinizm özellikle de Laplace'dan sonra yüzyıllar boyu biliminsanlarının sadık kaldığı ilke oluyor Zaten bilimsel deneylerin doğasında da belli etkileri kontrol altına alarak madde ve canlıların tepkilerini önceden tahmin edebilme düşüncesi yatıyor

Ancak doğa Laplace'ın beklediğinden çok daha akıllıca deviniyor Öyle ki 1800'lü yılların sonlarına doğru bilim insanları bazı denklemleri çözmekte başarısızlığa uğramaya başlıyorlar Bunların en göze çarpan örnekleriyse matematikteki nonlineer (lineer olmayan) denklemler oluyor Başlarda bu denklemler "istisna" olarak damgalanıp göz ardı ediliyor Ancak daha sonralarda bu "istisna" denklemler yeni bir düşünce biçiminin doğuşuna neden oluyor Bu yeni düşünce biçimi bilimi determinizmden uzaklaştırarak "kaos" teoremine zemin hazırlıyor Bu yeni düşünce biçimini kısaca ifade eden Danimarkalı ünlü fizikçi Niels Bohr şöyle diyor:

"Özellikle de gelecek söz konusu olduğunda tahmin zordur" - Niels Bohr

Kaos Nedir?



Günlük dilde belirsiz ya da rastgele davranışın varlığına işaret eden kaos içeriğinde karmaşa gibi olumsuz bir anlam da barındırıyor Bilimsel bir terim olarak karşılığıysa aşağıdaki alıntıyla özetlenebilir:

"Düzen alışkanlıkları beslerken, kaos da yaşamı besler" -Henry Adams

İlk olarak Yorke ve Li isimli bilim insanlarının kullandığı kaos varsayımı üç ana özellik üzerine kurulu:

- Başlangıç koşullarına "aşırı" duyarlılık (Kelebek etkisi olarak da biliniyor Dünyanın öbür ucunda bir kelebeğin kanat çarpışı bir olaylar zincirini tetikleyip bambaşka bir coğrafyada fırtınaya neden olabilir)

- Neden ve sonuçların orantılı olmayışı

- Nonlineerlik

Her ne kadar ilk bakışta kaos varsayımı determinizmi (neden-sonuççuluk) tümüyle çürütmüş gibi görünse de aslında onun da temelinde yatan determinizm Ancak kaos determinizmde vurgulanan neden sonuç ilişkilerinin sanıldığı kadar da basit olmadığına dikkat çekiyor Küçük olayların büyük sonuçlar doğurabileceğini de ekliyor Bu nedenle de kimi zaman deterministik kaos olarak adlandırılıyor

Bugün bilimin pek çok alanında kaotik davranışa rastlamak mümkün Elektrik devreleri, lazerler, dalgalı kimyasal tepkimeler, ekolojideki nüfus büyüme grafikleri, sinir hücrelerindeki aksiyon potansiyelleri yalnızca birkaç örnek Günlük hayatımızdaki en belirgin örneğiyse iklim ve hava durumu

Kelebek Etkisi

Kuşkusuz hava tahminleri hiç de kolay değil Meteorologlar birkaç gün gibi yalnızca kısa süreler için bilgi verebiliyorken bunun ötesine geçen tahminlerde genellikle yanılgı payı büyüyor

Kelebek etkisini ortaya koyan Lorenz 1961 yılının soğuk bir kış günü, hava tahminlerinde kullanılmak üzere oluşturduğu 12 diferansiyel denklemli modeli bilgisayara daha önceden giriş yaptığı verilerle tekrar sınamak istiyor Ancak bu işlem fazla zaman alacağından verileri modelin yarısından sokup öyle işlemlemek istiyor Ve tahmin etmediği bir sonuçla karşılaşıyor Veriler modele başından değil de ortasından sokulduğunda model oldukça farklı çıktılar vermeye başlıyor Gerekli kontrolleri yaptığında, bilgisayarın verilerdeki 6 basamaklı sayıları belleği etkili kullanmak adına 3'e düşürerek işlemlediğini görüyor Her ne kadar binde bir değişim hava tahmininde ciddi farklılık yaratmayacak olsa da Lorenz'in modeli başlangıç koşullarına "aşırı" duyarlı olduğundan sonucu fazla etkiliyor Çünkü Lorenz'in modelini de nonlineer denklemler oluşturuyor

Bu deneyimden yola çıkan biliminsanları başlangıç koşullarıyla sonuçların aynı şiddete olmasının gerekmediğini; örneğin, Güney Afrika'da kanay çırpan bir kelebeğin Londra'da fırtınaya sebep olabileceğini söylüyorlar

Kaos, Beyin ve Psikoloji

Laplace Şeytanında sözü edilen akıl geleceği görme ve bir insanın davranışlarını önceden tahmin edebilme potansiyeline sahip olduğundan insan davranışlarını anlama ve değiştirmeye yönelik çalışmaları odağında taşıyan psikoloji biliminin de ilgisini çekiyor Öyle ki herhangi bir kişinin davranışlarını önceden kestirebilmek onları değiştirme (psikoterapi) yolunda da büyük bir aşama Ancak doğadaki pek çok olguda olduğu gibi insan sistemi de gerek biyolojik gerekse psikolojik olarak kaotik yapılardan oluşuyor Kimi varsayımlara göre beyin de tıpkı böyle bir kaos düzeni içinde işliyor Örneğin, bugün sinirbilim alanında kullanılan pek çok ölçümle de ispat edildiği üzere sinir hücrelerinin sinyalleri oldukça "cızırtılı" Daha açık bir deyişle, sinir sistemideki elektriksel aktivite hiç de net değil Her ne kadar arka plandaki bu bulanık sinirsel veri "cızırtı" gibi görülse de bazı biliminsanları sinyallerdeki bu karmaşayı davranışlarımızdaki değişimlerden sorumlu tutuyor Sinyaller çok fazla bilgi içerdiğinden biraraya geldiklerinde harmonik olmayan bir görüntü çizebiliyorlar Daha açık bir deyişle, beyin dünyayı anlamlandırabilmek için kaos yaratıyor Kaotik sistemlerin sürekli olarak yeni aktivasyon yapıları üretebildiklerini göz önünde bulundurduğumuzda varsayım insan beyninin yaratıcılığını da açıklayabiliyor



Pek çok sinir hücresinden kaydedilen inirsel veri "cızırtılı" gibi görülse de bazı biliminsanları sinyallerdeki bu karmaşayı davranışlarımızdaki değişimlerden sorumlu tutuyor