İNSANLIĞIN GELECEĞİ

İsaac Asimov - İnsanlığın Geleceği


Termodinamiğin İkinci Yasası

Enerji üzerine yapılan çalışmalar genellikle ısı akışını ve sıcaklık değişimlerini içerir, çünkü bu işlerle laboratuarda çalışmanın en kolay yolu budur. Ayrıca bu konu, bir zamanlar buhar makinalarının enerjiyi işe dönüştüren başlıca yöntem olması dolayısıyla da özellikle önemliydi. Bu nedenle enerji değişimi, enerji akışı ve enerjinin işe dönüştürülmesi bilimine Yunanca «ısı hareketi» anlamına gelen «termodinamik» adı verildi.. Enerjinin sakınımı yasası bazen «termodinamiğin birinci yasası» olarak anılır, çünkü enerjiyle ilintili olarak neyin meydana gelip neyin gelmeyeceğini belirten en temel kuraldır bu.

Farklı enerji dağılımından eşit enerji dağılımına kendiliğinden geçiş konusuna gelince, «termodinamiğin ikinci yasası» olarak adlandırılır bu da.

Termodinamiğin ikinci yasası 1824'e, Fransız fizikçisi Nicolas L. S. Camot'un (1796-1832) buhar makinalarında ısı akışını ayrıntılarıyla incelediği günlere kadar dayanır.

Bununla birlikte ancak 1850 yılında Alman fizikçisi Ftudolf J. E. Clausius (1822-88) bu eşitlenme sürecinin enerjinin bütün biçimlerine ve evrendeki bütün olaylara uygulanabildiğini ileri sürdü. Bundan dolayı Clausius genellikle termodinamiğin ikinci yasasını bulan kişi olarak anılır.

Clausius, herhangi bir cisimde, toplam ısının sıcaklığa oranının eşitlenme süreci bakımından önemli olduğunu gösterdi ve bu miktara «entropi» adını verdi. Entropi ne kadar düşük olursa enerji dağılımı o kadar farklıydı. Entropi arttıkça enerji dağılımı da eşitleniyordu.

Kendiliğinden meydana gelme eğilimi farklı enerji dağılımından eşit enerji dağılımına doğru olduğundan, kendiliğinden meydana gelme eğiliminin düşük entropiden büyük entropiye doğru olduğunu söyleyebiliriz.

Bu durumu şöyle ifade edebiliriz:

Termodinamiğin birinci yasası der ki evrendeki enerji miktarı sabittir.

Termodinamiğin ikinci yasasına göre ise evrenin entropisi sürekli artmaktadır.

Eğer termodinamiğin birinci yasası evrenin ölümsüz olduğunu ima eder gibi görünüyorsa da, ikinci yasanın gösterdiğine göre bu ölümsüzlük bir bakıma değersizdir. Enerji her zaman mevcut olacaktır, ama her zaman değişiklik, hareket ve iş meydana getiremeyecektir.

Bir gün evrenin entropisi doruk noktasına ulaşacak ve tüm enerji eşit düzeye gelecektir. O zaman bütün enerjinin mevcut olmasına karşın artık değişiklik, hareket ve iş yapmak mümkün olmayacak, yaşam ve zekâ duracaktır. Evren donmuş bir heykel halini alacaktır. Filim artık dönmeyecek, her şey sonsuza dek duracaktır.

Isı, enerjinin en basit biçimi olduğundan ve kolayca eşit bir şekilde dağıldığından, ısı dışındaki bir enerji biçiminin ısıya dönüşmesi entropi artışını temsil eder. Elektrik enerjisinin ısıya, kimyasal enerjinin ısıya, ışıma enerjisinin ısıya dönüşmesi hep kendiliğindendir.

Dolayısıyla azami entropide, enerjinin bütün biçimleri ısıya dönüşebilir ve evrenin her bir noktası aynı sıcaklığa ulaşır. Buna kimi zaman «evrenin asıl ölümü» adı verilir. Şimdiye kadar söylediklerimden anlaşılabileceğine göre kaçınılmaz ve amansız bir sondur bu.

Böylece mitolojik evrenle bilimsel evrenin sonları farklıdır. Mitolojik evren büyük bir patlamayla sona erer. Bilimsel evren, eğer ısıl ölüme maruz kalırsa, uzun süreli bir sızlanmayla sona erecektir.

Mitolojik evrenin sonu daima çok yakında beklenmektedir. Bilimsel evrenin ısıl ölümle sona ermesi ise çok uzak bir gelecektedir. En az binlerce milyar, hatta pek çok binlerce milyar yıl sonradır. Evrenin şimdi ancak on beş milyar yaşında olduğunu düşünürsek bu demektir ki, henüz evrenin bebeklik çağını yaşamaktayız.

Yine, mitolojik evrenin sonunun yakın ve şiddetli olmasına karşın bu son kolayca kabul edilmektedir, çünkü bu son yeniden doğuş vaadini de birlikte getirmektedir. Bilimsel evrenin ısıl ölümle sona ermesi çok uzakta ve sükunet içinde gerçekleşecek olmakla birlikte yeniden doğuşu vaad etmemektedir ve bu, kabul edilmesi güç bir şeydir. İnsanlar bir çıkış noktası aramaktadır.

Her şeyin ötesinde, kendiliğinden gerçekleşen süreçler yine de tersine çevrilebilir. Su yukarı doğru pompalanabilir, cisimlerin ısısı oda sıcaklığının altına düşürülebilir ve buzdolaplarında bu sıcaklıkta tutulabilir, ya da oda sıcaklığının üstüne çıkarılıp bu sıcaklıkta fırınlarda korunabilir. Bu açıdan bakıldığında, amansız entropi artışının yenilgiye uğratılabileceği düşünülebilir.

Kimi zaman, entropi artışı süreci, evrenin gittikçe yavaşlayan kocaman ve karmaşık bir saat gibi tahayyül edilmesiyle betimlenir. Evet, insanların çalışan saatleri vardır, ve biz onları sürekli kurabiliriz. Evren için de benzeri bir süreç bulunamaz mı?

Doğrusu, entropi azalmasının yalnızca insanların kasıtlı eylemleri sonucunda meydana geldiğini düşünmek zorunda değiliz. Yaşamın kendisi, insan zekasından tümüyle ayrı olarak, termodinamiğin ikinci yasasını yenilgiye uğratıyor gibi görünmektedir. İnsanlar ölürler ama yeni insanlar doğar. Bitkiler kışın ölür ama baharda yeniden yetişir. Yaşam Yeryüzü’nde üç milyar yıldan fazladır süregelmekte ve hiçbir yavaşlama işareti göstermemektedir. Gerçekte, gördüğümüz her işaret yaşamın yeniden kurulduğu yolundadır, çünkü yeryüzündeki yaşam, tarihi boyunca, gerek bireysel organizmaların, gerekse onları bağlayan ekolojik dokunun sürekli kompleks bir hale gelmesinden ibarettir. Biyolojik evrimin tarihi, entropide meydana gelen büyük bir azalmayı temsil etmektedir.

Bundan dolayı, kimi kişiler yaşamı entropi azaltan bir sistem olarak tanımlamaya çalışmışlardır. Eğer bu doğru olsaydı, evren hiçbir zaman ısıl ölüme uğramayacaktı, çünkü yaşamın etkin olduğu yerde entropi otomatik olarak azalacaktı. Ne var ki, bu düşünce tümüyle yanlıştır. Yaşam entropiyi azaltan bir sistem değildir ve yalnız başına ısıl ölümü önleyemez. Bunun gerçekleşebileceği düşüncesi yetersiz bir kavrayıştan kaynaklanmaktadır.

Termodinamiğin yasaları kapalı sistemler için geçerlidir. Suyu yükseğe çıkartarak entropi azal tılıyorsa sisteme pompayı da dahil etmek gerekir. Bir cismi soğuturken entropisi azaltılıyorsa sisteme kullanılan soğutucuyu da katmak gerekir. Ne pompa, ne de buzdolabı tek başına ele alınamaz. Bunlar nereyle ilişkiliyse, güçlerini nereden alıyorlarsa, onların da sisteme katılması gerekir.

İnsanlar ve kullandıkları araçlar entropiyi azaltıp kendiliğinden meydana gelen tepkimeleri tersine çevirdikleri zaman ortaya çıkan durum şudur ki, insanlar ve kullandıkları araçlar, bu süreç sırasında kendileri entropiyi arttırmaktadır. Dahası, insanların kendiliğinden meydana gelen tepkimeleri tersine çevirirken sebep oldukları entropi artışı sistemdeki entropi azalmasından daha fazladır. Dolayısıyla, tüm sistemin entropisi artar; daima artar...

Şurası kesindir ki, insanlar pek çok kendiliğinden meydana gelen olayı tersine çevirmiş ve birlikte çalışarak Mısır piramitleriyle Büyük Çin Seddi'nden tutun son zamanlardaki gökdelenlerden barajlara kadar muazzam bir teknolojik ağ kurmuşlardır. İnsanlar entropiyi bu derece arttırıp da yaşamaya hâlâ devam edebilir mi?

Yine, insanları yalnız başına ele almamalıyız. Onlar kapalı bir sistem oluşturmaz. Bir insan yer, içer, soluk alır, dışkı atar. Bütün bunlar enerjinin girip çıktığı dış dünya bağlantılarıdır. Bir insanı kapalı bir sistem olarak ele almak isterseniz yediğini, içtiğini, aldığı soluğu ve dışkılarını da hesaba katmak zorundasınız.

Bir insan kendiliğinden bir hareketi tersine çevirirken entropisi artar ve söylediğim gibi kendi entropi artışı, neden olduğu entropi azalmasından fazladır. Bununla birlikte, bir insan yiyip içerek ve soluk alarak entropisini sürekli azaltır. (Tabii ki bu azalma mükemmel değildir ve sonuçta insan ölür, çünkü kazalardan ve hastalıklardan ne denli kaçınsa da yavaş entropi artışları yenilenemez.)

Ne var ki, sistemin gıda, su, hava ve artıklar kısmındaki entropi artışı, insanın kendisindeki entropi azalmasının oldukça üstündedir. Sistemin tümünde entropi artmaktadır.

Gerçekte yalnız insanlar değil, hayvanlar da gıdalarındaki entropi artışı pahasına kendi entropilerini düşük bir düzeyde tutarlar. Gıdaları, son çözümlemede, bitkilerden ibarettir, öyleyse, nasıl oluyor da bitki dünyası varlığını sürdürebiliyor? Çünkü entropileri sürekli arttığı sürece bitki dünyası var olamaz.

Bitkiler, hayvanların gıdasını ve havanın başlıca elemanı olan oksijeni «fotosentez» olarak bilinen süreçle sağlar. Bu işler milyarlarca yıldır süregelmektedir. Ama bu durumda hayvanlar ve bitkiler kapalı bir sistem olarak ele alınamaz. Bitkiler, gıda ve oksijen üretmek için gerekli olan enerjiyi güneş ışığından sağlar.

Dolayısıyla, yaşamı olanaklı hale getiren gün ışığıdır ve termodinamiğin yasaları yaşama uygulanmadan önce güneşin kendisi yaşama dahil edilmelidir. Bütün bunlar olurken, güneşin entropisindeki artış, yaşam sürecinde meydana gelen entropi azalmasından kat kat fazladır, öyleyse, yaşamı ve güneşi içeren sistemin entropisindeki net değişiklik sürekli artma yolundadır. Dolayısıyla biyolojik evrimin temsil ettiği entropi azalması, güneşte meydana gelen muazzam entropi artışı dalgasının yanında küçük bir kıpırtıdır ve dikkatleri küçük bir kıpırtı üzerinde yoğunlaştırmak termodinamiğin gerçeklerini tümüyle yanlış yorumlamak demektir.

İnsanlar, yedikleri gıdalardan ve soludukları oksijenden başka enerji kaynakları da kullanır. Rüzgar ve akarsu enerjisi yeryüzünün farklı bölgelerinin farklı derecelerde ısınmasından, suların akması ise güneşin buharlaştırıcı etkisinden meydana gelir.

İnsanlar enerji elde etmek için yakıt kullanırlar. Ama yakıt odundan ya da başka bitkisel ürünlerden meydana gelir ki bunlar da sonunda güneş ışığına dayanır. Yağ ya da diğer hayvansal ürünler kullanılabilir ama hayvanlar bitkilerle beslenir. Kömür, eski çağlardaki bitkilerin bir ürünüdür. Petrol, eski çağlardaki mikroskopik hayvanlardan meydana gelmiştir. Bütün bu yakıtlar güneşten kaynaklanır.

Dünyada güneşten gelmeyen enerjiler de vardır. Dünyanın iç ısısı; ılıcalar, gayserler, depremler ve volkanlar meydana getirir. Dünyanın dönüşünden ileri gelen bir enerji vardır, gelgitler bunu kanıtlamaktadır. İnorganik kimyasal reaksiyonlarda ve radyoaktivitede de enerji bulunmaktadır.

Bütün bu enerji kaynakları değişiklikler meydana getirir, ama her durumda entropi artmaktadır. Radyoaktif maddeler yavaşça yok olmaktadır ve bunların ısıları dünyanın iç ısısına ilave edilmediği zaman yeryüzü soğuyacaktır. Gelgitlerin meydana getirdiği sürtünme yeryüzünün dönüşünü giderek yavaşlatmaktadır. Güneş bile sonunda entropisi arttıkça iş üreten enerji deposunu yitirecektir. Üç milyar yıldır entropiyi azaltır gibi görünen biyolojik süreç bütün bu enerji kaynaklarındaki entropinin artması pahasına meydana gelmiştir ve bu artışı önlemek için hiçbir şey yapılamaz.

Uzun dönemde, görünüşe göre, hiçbir şey entropinin bu artışına dayanamaz ya da bu artışı durduramaz ve sonunda evrenin ısıl ölümü gerçekleşir. İnsanlar diğer bütün felaketlerden kurtulup trilyonlarca yıl sonra hâlâ var olursa, bu gerçeğe kaçınılmaz bir şekilde boyun eğip ısıl ölümle birlikte yok olacak mıdır?

Şimdiye kadar söylemiş olduklarımdan bu çıkıyor.

İsaac Asimov - İnsanlığın Geleceği






Share this article :

Yorum Gönder

Not: Yalnızca bu blogun üyesi yorum gönderebilir.

 
SUPPORT / DESTEK : ATLAS
Copyright © 2014 ATLASİZM