DOĞA YASALARI Nasrettin Hoca eşeğini yitirmiş. Çarşı pazar dolaşırken "Benim eşeği bulana, yularıyla, semeriyle birlikte bağışlayacağım" diye yeminler edermiş. Birileri yolunu kesmiş:" Hoca! Yuları, semeriyle birlikte bağışlayacak olduktan sonra eşek bulunmuş bulunmamış, sana ne yararı olur?" diye sormuşlar. Hoca gülümsemiş: "Bulmanın tadını unutmayın!" Büyük Democritos da "Pers kralı olmaktansa bir doğa yasası bulmayı yeğlerim" demişti. Bunu da unutmayın! Doğa Yasası Ne demektir? Doğa yasaları kesinlikleri mi dile getirir? Doğa yasaları nasıl keşfedilir?Doğa yasalarının özellikleri nelerdir?Nedensellik bir doğa yasası mıdır? Doğa yasası deyince aklınıza neler geliyor? Boyle Yasası, Avogadro Yasası, korunum yasaları gibi... Örneğin yüklerin korunumu: Doğada yükler korunur. Yani doğanın bir bölümünde ne kadar pozitif yük yok olursa aynı sayıda pozitif yük doğanın öteki bölümünde ortaya çıkar. Kütle ve enerji toplamının korunumu gibi. Madde enerjiye, enerji maddeye dönüşmekte;ama bunların toplamı sabit kalmakta, yani korunmakta. Nermi Uygur'un özlü belirlemesiyle " Yasa, tekil gerçekliği aşan bir bildirimdir. Tümel bir sav güder;belli bir tipteki tüm cisimlere ilişkin bir gerçeklik isteğiyle ortaya çıkar." Doğa Yasaları Üzerine Bir doğa yasası ne demektir?Doğa yasası, kesin ve değişmez midir? Doğa yasaları nasıl keşfedilir? Nedensellik bir doğa yasası mıdır? Olasılık genliği ne anlama gelir? Newton'ın ve Einstein'in doğa anlayışı aynı mıdır? Kuantum kuramının doğa anlayışı ile Einstein'inki hangi açılardan farklıdır? Doğa anlayışımız değişti. 19. yy ile 21. yy doğa kavramı farklı içeriktedir. Her şeyden önce uzay ve zaman kavramlarımız değişti. Kaba 'nesnel gerçek' anlayışımız değişti. Evet elektron da ışık da 'nesnel gerçek';ama onlar blardo toplarından, üç boyutlu "nesne"lerden çok farklı davranışlar gösteriyor. Kuantum nesnelerde karşılaştığımız belirsizlik ilkesi, doğanın bir özelliği, bizim yetersizliğimizin bir göstergesi değil. Bunlar anlaşılmadan doğa yasalarının "tarihi" anlaşılamaz. Gördüğünüz gibi konu, hayli sert ama ilginç ayrıntılar içeriyor."Doğa denen zırva"da gezintiye hoş geldiniz. John D. Barrow, Olanaksızlık adlı eserinde durumu iyi özetlemektedir: "19. yy'ın son on yılına kadar, doğa yasaları kişiye bağlı olmaktan epeyi uzaktı. Gözlemci ve gözlemlenen birbirinden tümüyle izole durumdaydı. Bilim, gizli bir yerden kuş gözetlemeye benziyordu." Ya şimdi? Gözlemci deneyin bir parçası. Çünkü gözlemci nasıl bir deney düzenlerse sonucu buna bağlı olarak elde ediyor. Örneğin elektronun parçacık ve dalga özelliklerini gözlemlemek için ayrı ayrı deney düzenlemek gerekir. Kuantum kuramıyla birlikte ölçme sorunu yeni bir özellik kazanmıştır. Başka deyişle bilim adamı kuş gözlemcisi olmaktan çıkmış, doğanın ya da ölçtüğü şeyin bir parçası durumuna gelmiştir. Atomaltı dünya, ölçme sürecine kaçınılmaz bazı sınırlamalar getirmiştir. Barrow, sözlerini şöyle sürdürmektedir: "Ölçümlerimizin kesinlik derecesine getirilen bu sınırlama, Heisenberg'in Belirsizlik İlkesi olarak anılır. Böyle bir sınırlamanın gerekliliğini anlamanın bir yolu şudur: Ölçmenin, ölçülen nesne ile bir çeşit etkileşim gerektirdiğini kabul edersek, o zaman, ölçülen şey küçüldükçe ölçme sürecinin etkisi de o ölçüde artacaktır. En sonunda bu etki, ölçme öncesindeki durum hakkında bütün bilginin yerini alacaktır. Böylece gerçekliğin kuantum resmi, bizim dünya resmimize yeni bir tür olanaksızlık getirir. nelerin ölçülebileceği konusundaki yanlış anlamadan kaynaklanan daha önceki inancımız, yani doğanın deneysel yollarla sınırsızca araştırılabileceği inancı, yerini bu olanaksızlığa bırakmıştır." Thomas Kuhn'un ünlü yapıtı Bilimsel Devrimlerin Yapısı'nı (1962) kitabını dilimize çeviren Nilüfer Kuyaş, kitaba oldukça aydınlatıcı ve özetleyici bir sunuş yazmış(Alan Yayıncılık-Mayıs 2000). Bu sunuşta,20. yy'da doğa anlayışımızın nasıl değiştiği ana çizgileriyle çok güzel anlatılmış: "Klasik fiziğin 'paradigma'sına göre, fizik kuramlarını oluşturan Newtoncu mekanik yasalarının ve simgelerinin kapsadığı genel bir evren çatısı ya da çerçevesi vardı. Bu çatının deneysel ilerleme ile giderek daha fazla belirginleştirileceğine inanılıyordu. Bütün görüngülerin, temel madde parçacıklarına indirgenebileceği, bu madde parçacıklarının her an kesin bir yeri ve hıza sahip oldukları, bunları kullanarak da gelecekteki durumlarının kesin olarak saptanabileceği, ayrıca her görüngünün bu şekilde basit olarak canlandırılabilmesi için belli zaman değişkenleri bulunduğu düşünülürdü. Doğadaki nedensellik yapısını açıklayan temel birimler bunlardı. Bu genel yapının birçok yerinde değişiklik yapma gereği duyulabilmesine karşın, yapının temelinin her zaman için geçerli olduğu inancı hakimdi. Böylece, insan zihninin gerçekliği algılamasının koşulları olan uzay, zaman, madde ve nedensellik gibi kavram ve ilkeler, ampirik deney gözlemlerinde elde edilen yasaları ve genellemelere biçim veren kategoriler olarak görülmekteydi. Kant'çı bilgi kuramı bu kategoriler üzerine kurulmuştu ve bunların hiçbir zaman değişmeyeceği, gelecekteki ilerlemelerin de bu çerçeve içinde meydana geleceği düşünülüyordu. Yirminci yüzyılın gelişmeleri olan görelilik kuramları ve kuantum kuramı bu temeli tamamıyla sarsmış durumdadır." Feynman, Kuantum Elektrodinamiği'nde(1985) kütle çekim kuramıyla ilgili olarak şöyle demektedir: Kütle çekimi kuvveti, diğer etkileşimlerin hepsinden daha zayıf olduğundan, kütle çekiminin bir kuantal kuramının gerektireceği duyarlılığa yeterince sahip bir deney yapmak bugün için olanaksızdır. Einstein ve diğerleri kütle çekimiyle birleştirmeye uğraştıklarında, her iki kuram da klasik yaklaşıklıklardı. Başka deyişle bunlar yanlıştı. Kuramların ikisi de bugün çok gerekli olduğunu anlamış olduğumuz genlikler çerçevesine sahip değildi. Bu etkileşmeleri sınamanın bir yolu yoksa da kütle çekiminin,"gravitonlar" bunlar "2 spinli" denilen yeni bir kutuplanma sınıfına girer) ve diğer temel parçacıklar(kimileri 3/2 spinli) içeren kuantal kuramları bulunmaktadır. Bu kuramların en iyileri, bulduğumuz parçacıkları göstermezken bir sürü yeni parçacık icat ediyor. Kütle çekiminin kuantal kuramlarının da bağlaşmalı terimlerinde sonsuzluklar vardır;ama kuantum elektrodinamiğini sonsuzluklardan kurtarmakta başarılı olan "çılgınca süreç" bunları kütle çekiminde yok edememektedir. Yani sadece kütle çekiminin geçerliliğini sınayacak deneyler değil, makul bir kuramımız da yok. Tahmin Yapmak ve Bilim Richard Philip Feynman (1965, Fizik Nobel), Fizik Yasaları Üzerine'de anlatıyor: "Bilim dünyası içinde olmayanlar aksini düşünse de, tahmin yapmak bilimselliğe ters düşmez. Yıllar önce sıradan bir insanla uçan daireler hakkında bir sohbetim oldu. Ben "bilimsel" olduğum için uçan daireler hakkında her şeyi biliyor olmalıydım! "Uçan daireler olduğunu sanmıyorum" dedim. Karşımdaki " Uçan dairelerin varolması olanaksız mı? Olanaksız olduğunu kanıtlayabilir misiniz?" diye sordu. "Hayır, olanaksız olduğunu kanıtlayamam; yalnız olasılığı pek zayıf" dedim. Ancak, bilimsel olan yol budur. Bilimsel olmak neyin olası neyin daha az olası olduğunu söylemektir; her zaman olanaklı ve olanaksızı kanıtlamaya çalışmak değil. Ne kastettiğimi belirtmek için ona şöyle diyebildim: " çevremde gördüğüm dünya konusunda bildiklerime dayanarak, uçan daireler hakkındaki haberlerin dünyasal zekanın bilinen irrasyonel özelliklerinden kaynaklanmış olmasının, dünya ötesi zekanın bilinmeyen akılcılığından kaynaklanmasından daha olası olduğunu düşünüyorum." yalnızca daha olası, o kadar. Bu iyi bir tahmindir. Her zaman, yanlış çıkarsa başka olanakları düşünmemiz gerektiğini akılda tutarak, en olası açıklamayı tahmin etmeye çalışırız. Richard Philip Feynman, Fizik Yasaları Üzerine'de(1965) Kütle çekim kuramıyla ilgili olarak şöyle der: " Çekim yasası, diğer yasaların çoğundan farklıdır. Evrenin ekonomisi ve mekanizması için çok önemli olduğu açıktır ve evren yönünden bir çok pratik uygulaması da vardır. Ancak, diğer fizik yasalarından farklı atipik bir özelliğe sahiptir:bilinmesi pek az pratik yarars ağlar. Fizik yasalarına örnek olarak yerçekimi yasasını seçmekle atipik özelliği olan bir örnek seçmiş oluyorum. Ancak, şunu da eklemeliyim ki, bir şeyler arasından tek bir şey seçerken, bir bakımdan atipik özelliği olmayan bir şey seçmek olanaksızdır. Bu, dünyanın gizemlerinden biridir. Yerçekimi yasası bilebildiğim kadarıyla, jeolojik maden aramalarında;gel-git olaylarının önceden bilinmesinde;daha yenilerde de uzaya giden uydu ve gezegen araştırma roketlerinin hareketlerinin daha modern bir şekilde hesaplanmasında; bir de dergilerde yıldız falı yazanlar için gerekli olan, gezegenlerin konumlarına ilişkin hesapların yine daha modern bir şekilde yapılmasında kullanılmaktadır. Yaşadığımız dünya gerçekten inanılmaz bir dünya;bilimdeki gelişmeler yalnızca 2.000 yıldır süregelen saçmalığın devam etmesine yaramaktadır. Çekim yasasının evrenin davranışı üzerinde gerçekten etkili olduğu önemli şeylerden de söz etmeliyim. Bunların en ilginç olanlarından biri yeni yıldızların oluşumudur. Bundan sonrasını kısaltarak yazıyorum : Bir galaksiyi oluşturan bir çok yıldız değil, sadece gazdır. Belki her şeyi başlatan, bir şok dalgası olmuştur. Bundan sonraki olaylar, çekim kuvvetinin etkisiyle gazın gittikçe sıklaşarak toplanması, büyük gaz ve toz yığınlarının ve topların oluşmasıdır. Bunlar içeriye doğru düşerken, düşmenin yol açtığı ısıyla yanar ve yıldız haline gelirler. Böylece yıldızlar, çekim etkisiyle gazın sıkışıp bir araya gelmesiyle ortaya çıkıyorlar. Yıldızlar bazen patladıklarında toz ve gaz püskürtür, bu toz ve gazlar tekrar bir araya toplanıp yeni yıldızlar yaratırlar . Dünyayı Nasıl Tarttık? Çekimin büyük uzaklıklarda da varolduğunu daha önce göstermiştim. Ancak Newton, herşeyin her şeyi çektiğini söylemişti. İki cisim gerçekten birbirini çekiyor mu? Gezegenlerin birbirine çekip çekmediklerini bekleyip görmek ylerine doğrudan bir deneye yapabilir miyiz? Böyle bir deney İngiliz kimyager ve fizikçi Henry Cavendish (1731-1810) tarafından yapıldı. Buna göre iki ucuna(s:23) top şeklinde kütleler konuylmuş bir çubuk, çok, çok ince bir kuvars telin ucuna asılıyor. Sonra da iki büyük kurşun top kütlelerin yanlarına konuluyor. Toplar arasındaki çekim telde küçük bir bükülmeye yol açacaktır. Normal cizsimler arası çekim kuvveti çok azdır. İki top arasındaki bu kuvveti ölçmek mümkündür. Cavendish bu deneye "dünyanın tartımı" adını verdi. Şimdilerde uygulanan bilgece ve dikkatle eğitimin sonucu olarak biz öğrencilerimize bunun yerine "dünyanın kütlesinin ölçümü"nden bahsederiz. Cavendish, doğrudan bir yöntemle kuvveti, iki kütleyi aralarındaki uzaklığı ölçmeyi;böylece de yerçekimi sabiti G'yi bulmayı başardı. Şimdi sizler "Yine aynı durumdayız;çekme kuvvetini, çekilen cismin kütlesini ve aradaki uzaklığı biliyoruz. Ama Dünya'nın kütlesini ve sabiti değil, sadece çarpımlarını biliyoruz" diyeceksiniz. Sabit ölçüldükten sonra yerçekimi kuvveti hakkındaki bilgimiz kullanılarak Dünya'nın kütlesi bulunabilir. Bu deney, dolaylı bir yolla, üstünde durduğumuz topun ne kadar büyük ve ne kadar ağır olduğunun ilk saptamasıdır. Bunu bulmak şaşırtıcı bir başarıdır ve sanırım bu nedenle Cavendish deneyine "yerçekimi denklemindeki sabitin hesaplanması" yerine "dünyanın tartımı" adın verdi. Ayrıca bunu yapmakla Güneş'i ve başka herşeyi de tartmış oluyordu. Çünkü aynı yöntem Güneş'in çekim kuvveti için de geçerlidir. çekim yasası ile ilgili bir başka soru da çekimin gerçekten kütle ile orantılı olup olmadığıdır. Yani, çekim kuvvetinin kütle ile tam olarak orantılı olması; kuvvete tepkinin, kuvvet sonucu hareketin, hız değişimlerinin ise kütle ile ters orantılı olması. Bu demek oluyor ki, kütleleri farklı iki cismin hızları çekim alanında aynı şekilde değişecektir;veya havası alınmış bir ortalmdaki iki cisim, kütleleri ne olursa olsun, yere aynı şekilde düşecektir. Galileo'nun Pisa'nın eğik kulesinden yaptığı ünlü deney de budur. Bir örnekle açıklayacak olursak:İnsan yapısı bir uydunun içindeki bir cisim, dünya çevresinde uydu dışındaki bir cisim ile aynı yörüngede dönecek;havada yüzer gibi olacaktır. Kuvvetin kütle ile doğru orantılı ve etkilerin ters orantılı olması bu ilginç sonucu beraberinde getirmektedir. Duyarlılık derecesi nedir? Bu husus 1809'da Macar Fizikçi Roland von Eötvös (1848-1919), yakın zamanda da daha büyük bir kesinlikle Amerikalı fizikçi Robert Henry Dicke tarafından saptanmış ve on milyarda bir olarak bulunmuştur. Kuvvetler kütle ile tam olarak orantılıdır. Bu kadar duyarlı ölçümler nasıl yapılabiliyor? Diyelim ki, ölçümün Güneş'in çekimi için doğru olup olmadığını ölçmek istiyorsunuz. Güneş'in hepimizi ve bu arada tabii Dünya'yı da kendisine doğru çektiğini biliyorsunuz. Ancak, bu çekimin eylemsizlik ile tam olarak orantılı olup olmadığını bilmek istiyorsunuz. deney ilk olarak sandal ağacı, daha sonra kurşun ve bakır kullanılarak yapıldı;şimdi de polietilen kullanılıyor. Dünya, Güneş etrafında dönmektedir ve cisimler eylemsizlik nedeniyle dışarı doğru fırlatılmaktadır Bu fırlatılma iki cismin eylemsizlikleri ölçüsünde olmaktadır. Ancak çekim yasasına göre bu iki cisim, kütleleri ölçüsünde Güneş'e doğru da çekilmektedirler. Eğer Güneş'e doğru çekilmeleri, eylemsizliklerinden dolayı fırlatılmalarından farklı oranda olursa birisi Güneş'e doğru çekilirken diğeri Güneş tarafından itilecektir. Bu cisimleri Cavendish'in kuvars teline bağlı çubuğun iki ucuna koyarsak tel Güneş'e doğru bükülecektir. Ancak tel, bu ölçüde bir bükülme göstermemektedir. Öyleyse, Güneş'in bu iki cisme uyguladığı çekim, eylemsizlik dediğimiz merkezkaç etkisiyle tama olarak orantılıdır. Bu nedenle, bir cisme uygulanan çekim kuvveti cismin eylemsizlik katsayısı, yani kütlesi ile tam olarak orantılıdır. Özellikle ilginç bir şey var. Ters kare yasası başka yerlerde de karşımıza çıkıyor;örneğin elektrik yükleri, aralarındaki uzaklığın karesi ile ters orantılı olan kuvvetler uygulamaktadır. Bu, insana uzaklığını karesinin tersinin çok derin bir anlamı olabileceğini düşündürüyor. Ancak hiç kimse, elektrik ile yerçekiminin tek bir şeyin farklı yönleri olduğunu göstermeyi başaramamıştır. Günümüzde fizik kuramları, fizik yasaları birbirleriyle tam da uyumlu olmayan bir bölümler ve parçalar yığınıdır. Her şeyin kendisinden mantıksal olarak çıkarılabileceği tek bir yapı bulunamamıştır. Elimizde yalnızca birbiriyle tam olarak uyuşmayan çok sayıda parça var. Bu nedenle de, bu konferanslarda sizlere fizik yasasının ne olduğu konusunda değil, çeşitli yasalarda ortak olan şeyler hakkında konuşmak zorundayım. Bunların aralarındaki bağlantıyı bilmiyoruz. Ancak, bazı şeylerin bu iki yasada da aynen bulunması çok şaşırtıcıdır. Elektrik yasasını tekrar ele alalım. Kuvvet, uzaklığın karesi ile ters orantılıdır; ancak, ilginç olan, elektrik ve çekim kuvvetlerinin güçleri arasındaki muazzam farktır. Elektrik ve yerçekimini ortak bir yapıdan elde etmek isteyenler elektriğin yerçekiminden çok daha güçlü olduğunu göreceklerdir. Bu ikisinin aynı kökenden gelebileceğine inanmak güçtür. Bir şeyin diğerinden daha güçlü olduğu nasıl söylenebilir? Bu fark, ne kadar yük ve ne kadar kütle olduğuna bağlıdır. Yerçekiminin daha güçlü olduğunu göstermek için "Şu boyda bir toprak alırsam" diyemezsiniz;çünkü boyutu siz saptamış oluyorsunuz. Eğer doğanın ürettiği bir şeyi ele almak istersek-doğanı pür sayılarının santimetrelerle, yıllarla ya da bizim boyutlarımıza ait herhangi bir şeyle ilişkisi yoktur- bunu şöyle yapabiliriz: Elektron-farklı parçacıklar farklı sayılar verir;biz bir örnek vermek için elektronu seçiyoruz-gibi temel bir parçacık seçeriz. İki elektron iki temel parçacıktır;elektrik nedeniyle, birbirlerini uzaklığın karesiyle ters orantılı olarak iterler. Soru: Yerçekimi kuvvetinin elektrik kuvvetine oranı nedir? İki Elektron Arasında Yer çekimi kuvvetinin elektriksel itme kuvvetine oranı 1/4.17x10 üzeri 42 dir. Yer çekimi ile elektrik itimi arasındaki oran 42 rakama uzayan bir sayı ile verilmiştir. Burada çok derin bir sır saklıdır. Bu kadar büyük bir sayı nereden kaynaklanıyor? Bu iki kuvvetin de kaynaklandığı bir teoriniz olsa bu iki kuvvet nasıl bu kadar orantısız olabilir? Böyle inanılmaz ölçüde orantısız iki kuvvet-biri çekme, biri itme kuvveti-ne tür bir denklemin çözümü olabilir? İnsanlar., aralarındaki oranın bu ölçüde büyük olabileceği başka şeyler bulmaya çalıştı. Böyle büyük bir sayı aranıyorsa, örneğin Evren'in çapı ile protonun çapı arasındaki oran ele alınabilirdi. Bunun da 42 rakamlı bir sayı olması inanılmaz bir şeydir. Bunun üzerine, bu oranın evrenin boyutu ili protonun boyutu arasındaki oran olduğu şeklinde ilginç bir tez önü sürüldü. ancak Evren zamanla genişlemektedir;öyleyse çekim sabiti de zamanla değişmektedir. Bu bir olasılıktır, fakat gerçek olduğunu gösteren hiçbir kanıt bulunamamıştır. çekim katsayısının bu şekilde değişmediğine işaret eden bir takım kısmi göstergeler vardır. Özetle bu muazzam sayı bir sır olarak kalmaktadır. Yerçekimi kuramı konusunu bitirmeden önce iki şeyden daha söz etmek gerekiyor. Birincisi, Einstein'in çekim yasalarını kendi görecelik ilkeleri doğrultusunda değiştirmek zorunda kalmasıdır. İlkelerden birincisi 'x' in bir anda vuku bulamayacağını belirtiyordu. Halbuki Newton yasaları kuvvetin bir anda vuku bulduğunu söylüyordu. Einstein'in newton yasalarını değiştirmesi gerekiyordu. Ancak bu değişikliklerin etkisi çok azdı. Bunlardan biri, bütün kütlelerin düştüğü, ışığın enerji(28) içerdiği, enerjinin de kütleye denk olduğu yolundadır. Buna göre ışık da düşer; bu da Güneş'e yakın olan ışığın sapması demektir ki, ışık gerçekten de sapmaktadır. Einstein'ın kuramında çekim kuvveti de biraz değiştirilmiştir. böylece yasa çok az ölçüde; Merkür gezegeninin hareketindeki küçük tutarsızlığı giderecek ölçüde değişmiştir. Son olarak da, küçük ölçekler için geçerli olan fizik yasaları konusunda bir değişiklik gerekti; maddenin küçük ölçekte, büyük ölçekte geçerli olan yasalardan çok farklı yasalara tabi olduğu keşfedildi. bu durumda ortaya şu soru çıkıyor: Yerçekimi yasası küçük ölçeklerde ne durumdadır? Buna, yerçekiminin kunatum kuramı diyoruz. henüz yerçekiminin kuantum kuramı diye bir şey yoktur. hem belirsizlik ilkeleri hem de kuantum mekaniği ilkeleri ile tutarlı olan bir kuram bulmak konusunda tam başarılı olunamamıştır. Şimdi bana şöyle diyeceksiniz:" Evet, bize neler olduğunu anlattınız. Ancak yerçekimi nedir? Nereden kaynaklanır? Gezgenin Güneş'e bakıp, ne uzaklıkta olduğunu görüp, bunun karesinin tersini alıp, sonra da yasaya uygun olarak hareket etmeye karar verdiğini mi söylüyorsunuz?" Başka türlü ifade edeyim Ben yasayı matematiksel olarak ifade ettim;ama mekanizması hakkında hiçbir şey söylemedim. Gelecek konuşmamda bunun nasıl yapılabileceğinden söz edeceği; yani "Matematik ve Fizik Arasındaki İlişki"den. Bu konuşmamın sonunda, çekim yasasının sözünü ettiğimiz diğer bazı yasalarla ortak olan özelliklerini vurgulamak istiyorum. İlk olarak, ifade edilme biçimi matematikseldir;diğerleri de öyledir. İkincisi, tam-doğru değildir. Einstein onu değiştirmek zorunda kaldı;yine da tam-doğru olmadığını biliyoruz. çünkü henüz bu haliyle kuantum kuramını kapsamıyor. Bunlar bütün diğer yasalarımız için de geçerlidir;hiçbiri tam-doğru değildir. Her zaman gizemli olan bir sınır, her zaman uğraşmamız gereken bir şeyler vardır. Bu, doğanın bir özelliği olabilir veya olmayabilir;ancak, bugün bildiğimiz bütün yasalarda ortak olan bir özelliktir. belki de yalnızca bilgi eksikliğinden kaynaklanmaktadır. Çekim yasasının en çarpıcı özelliği basit olmasıdır. İlkelerini tam olarak belirtmek kolaydır;özünün değiştirilmesini gerektiren bir belirsizliği yoktur. yalındır, bu nedenle de güzeldir. Etkilerinin basit olduğunu söylemiyorum;gezegenlerin hareketleri ve birleri üzerine uyguladıkları karşılıklı etkileşimden kaynaklanan düzensizlikler, çok karmaşık olabilen hesaplamalar gerektirir. küresel bir yıldız kümesindeki yıldızların hareketlerini saptamak ise bizim becerimiz dışında bir şeydir. Etkileri çapraşık;ancak ana model veya hepsinin temelindeki sistem basittir Bu da bütün yasaların ortak özelliğidir. Gerçek etkiler karmaşık, kendileri ise basittir. Son olarak, çekim yasasının evrenselliği ve çok büyük uzaklıklarda geçerli olması konusuna değineceğim. Newton, Güneş sistemini temsil eden Cavendish'in minyatür Güneş sistemi modelinin, yani iki top arasındaki çekimin, yüz trilyon kere büyütüldüğünde elde edilecek olan Güneş sisteminde de geçerli olacağını tahmin edebilmişti. Daha sonra, bunun yüz trilyon katı olan galaksilerin de aynı yasa uyarınca birbirlerini çektiğini görüyoruz. Doğa, modellerini yalnızca en uzun iplerle dokuduğu için dokumanın her bir küçük bölümü tüm halının düzenini açığa vurmaktadır." İlginç görüşleriyle tanınan parlak zekalı bilim adamı Richard Philip Feynman (1918-1988), Fizik Yasaları Üzerine adlı ünlü çalışmasında doğa yasalarının iki ortak özelliğini vurguluyor: İlk olarak, ifade edilme tarzı matematikseldir. İkincisi bunlar tam-doğru değildir. " Bütün bunlar diğer yasalarımız için de geçerlidir;hiçbiri tam-doğru değildir. Her zaman gizemli olan bir sınır, her zaman uğraşmamız gereken bir şeyler vardır. Bu, doğanın bir özelliği olabilir veya olmayabilir, ancak, bugün bildiğimiz bütün yasalarda ortak olan bir özelliktir. Belki de yalnızca bilgi eksikliğinden kaynaklanmaktadır." Yine " yasalarımızın her biri bayağı karmaşık ve anlaşılması zor matematik dilinde söylenmiş birer matematik cümlesidir... Bu neden böyle? En küçük bir fikrim bile yok" ve daha aşağıda:" Matematik bilmeyenlerin, doğanın en derinlerindeki güzelliğini gerçek anlamda kavrayıp duyumsayabilmesi çok zordur." Feynman, Altı Kolay Parça'da ise şöyle devam eder: "Niçin Öklit geometrisindeki bütün aksiyomları vererek her türlü çıkarımı yaptığımız gibi birinci sayfada temel yasaları verip sonra her durumda nasıl çalıştıklarını anlatarak fizik öğretmediğimizi sorabilirsiniz. İki nedenden dolayı burada bu tür bir yol uygulayamayız. Öncelikle, bütün temel yasaları henüz bilmiyoruz: cehaletimizin sınırları gün geçtikçe büyüyor. İkinci olarak, fizik yasalarının doğru ifadeleri ağır matematik gerektiren ve pek de alışık olunmayan fikirler içerirler. Sonuç olarak, kelimelerin anlamlarını bilmelerini öğrenebilmek için belli bir hazırlık aşamasından geçmek gerekir. Hayır, bu yolu burada kullanmak imkansız, ancak parça parça ilerleyebiliriz. Bütün doğanın her bir parçası veya bölümü, sadece bütün gerçekliğe yapılan bir yaklaştırmadan ibarettir; veya bildiğimiz kadarıyla bütün gerçekliğe. Doğrusu, bildiğimiz her şey bir çeşit yaklaştırmadan başka bir şey değildir, çünkü şimdilik bütün yasaları bilmediğimizi biliyoruz. Sonuçta bunlar, sonradan unutulmak veya daha doğrusu düzeltilmek üzere öğrenilmelidir. Bilimin ilkesi ve neredeyse tanımı şu şekilde verilebilir: Bütün bilgi deneyle kontrol edilir. Deney, bilimsel "doğru"nun tek yargıcıdır. Fakat bilginin kaynağı nedir? Kontrol edilecek yasalar nereden gelir? Deneyin kendisi, ipuçları vererek bu yasaların oluşumuna yardım eder. Ayrıca gerekli olan, bu ipuçlarından büyük genellemeleri yaratacak olan hayal gücüdür. Altta yatan harika, basit fakat tuhaf örneklemelerden çıkarımlar yapmak ve sonra, doğru çıkarımı yapıp yapmadığımızı anlamak için sınamayı tekrar yapabilmek için bu gereklidir. Bu hayal kurma işlemi o kadar zordur ki fizikte ayrı bir çalışma dalı bile vardır: Hayal kuran, yeni yasalar için tahminler yapan ve sonuçlara varan kuramsal fizikçiler vardır;ama bunlar deney yapmazlar;deney yapan, hayal kuran, sonuçlara varan ve tahminler yürüten deneysel fizikçiler vardır. Doğanın yasalarının birer yaklaşıklık olduğunu söylemiştik. Başta "yanlış"ları, sonra "doğru" olanları buluruz. Şimdi bir deney nasıl "yanlış" olabilir? Önce, açıkça görünen yol: Aygıtlarda farkına varmadığımız bir sorun vardır. Fakat bunlar kolayca onarılabilir ve sınanabilir. O zaman böyle küçük şeylere takılmadan bir deneyin sonucu nasıl yanlış olabilir? Sadece hata yaparsak. Örneğin bir nesnenin kütlesinin asla değişmediği gözlenir: Dönen bir topaçla duranın ağırlıkları aynıdır. Öyleyse bir "yasa" bulundu:kütle sabittir, hızdan bağımsızdır. Şimdi bu "yasa"nın yanlış olduğu biliniyor. Kütlenin hızla arttığı bulundu; fakat hatırı sayılır artışlar için ışık hızına yakın hızlar gerekiyor. Gerçek yasa şudur: Bir nesne saniyede 300 bin kilometreden daha düşük bir hızla hareket ediyorsa kütlesi milyonda bir değişimle sabittir. Böyle bir yaklaşımla bu yasa doğrudur. Pratikte yeni yasanın önemli bir değişiklik getirmediği düşünülebilir. Buna evet veya hayır diye yanıt verebiliriz. Gündelik hızlarda yeni yasayı tamamen unutup basit kütlenin korunumu yasasını iyi bir yaklaşım olarak kullanabiliriz;fakat yüksek hızlarda hata yaparız ve hız arttıkça hata da artar. O-