Felsefi bir tartışma: Sicim teorisi bilim midir?

Ara 31, 2015

BU ayın başında, Münih’teki Ludwig Maximilian Üniversitesi’nde iki günlük bir atölye çalışması yapıldı, dünyanın dört bir yanından teorik fizikçiler ve bilim felsefecileri, “Why Trust a Theory? Reconsidering Scientific Methodology in Light of Modern Physics – Teoriye Neden Güvenelim? Modern Fiziğin Işığında Bilimsel Metodolojiyi Gözden Geçirmek” başlığı altında tartıştı.

Başlık kafanızı karıştırmasın, çok önemli bir felsefi sorun bu ve fizikçiler dönüp felsefecilerden yardım istiyor.

Epey bir zamandan beri ‘bilimsel metodoloji’ dediğimiz şeyin birkaç temel ilkesi var. Bunlardan bir tanesi, tekrar edilebilir deneysel kanıtlara sahip olabilmekse bir başkası da ‘yanlışlanabilir’ olmak.
Zamanında Avusturya asıllı filozof Carl Popper tarafından ortaya atılan ‘Yanlışlanabilirlik’ ilkesi, bilimsel ve ‘doğru’ kabul edilen şeylerin ‘dogma’ haline gelmesini önleyen son derece önemli bir ilke.
Ama bakın ne oluyor; bugün dünyadaki teorik fizikçilerin hatırı sayılır bir bölümü ‘sicim teorisi’ adı verilen bir teoriyle uğraşıyor; bu alan giderek daha fazla teorik fizikçiyi içine çekiyor.
Yalnız sicim teorisinin iki büyük sorunu var:

Henüz ortada dört başı mamur bir teori yok; zaten o yüzden teorik fizikçiler bu alana yöneliyorlar.
Ortaya çıkarılması gereken teorinin temel varsayımları, test edilemez, bugün ve görünür gelecekte sahip olacağımız teknolojiyle gözlemlenemez şeyler.
Felsefecilere sorulan soruyu tahmin ettiniz: Gözlemlenemez, deneyle varlığı ya da yokluğu kanıtlanamaz, yani yanlışlanamaz birtakım varsayımlara dayanan bir teori ‘bilim’ sayılır mı? Acaba bu ‘yanlışlanabilirlik’ ilkesini biraz gevşetemez miyiz?

Aslında her şey, bir yıl kadar önce ünlü Nature dergisinde çıkan Güney Afrika’daki Cape Town Üniversitesi’nden kozmolog George Ellis ile Amerika’daki John Hopkins Üniversitesi’nden astronom Joseph Silk’in imzasını taşıyan bir yazıyla başladı. Yazarlar, makalelerinde kabaca ‘Eğer bir teori yeterince güzel ve açıklayıcıysa, onun deneysel olarak da doğrulanması gerekmeyebilir’ diyorlardı.
Bu tabii, sadece bilim felsefecilerini değil bilim camiasının tamamını ilgilendiren önemli bir tartışma.
Her ne kadar zamanında büyük fizikçi Richard Feynmann, ‘Bir kuş için kuşbilimci ne ifade ediyorsa bir fizikçi için de bilim felsefecisi onu ifade eder’ diyerek, teorik fizikçilerin felsefecileri hiç takmadan kendi bildikleri yoldan gittiklerini anlattıysa da, Nature dergisinde açılan tartışma neyin bilim, neyin bilim-dışı olduğuna dair ölçütlerin kaybolması tehlikesini içerdiği için önemsendi.
Sadece sicim teorisi de değil. Mesela paralel evrenlerin varlığını savunan (çoğu aynı zamanda sicim teorisiyle de ilgili) çok sayıda fizikçi var. Ama paralel evrenin varlığını doğrulayamayız da yanlışlayamayız da. Bu durumda, teoride paralel evrenler konusunu ‘bilim dışı’ sayıp bununla hiç ilgilenmemeli miyiz?
Bakalım bu tartışma nerelere varacak…
Sicim teorisini anlamak…
HER şey, evrenimizdeki temel fizik kanunlarını, yani atomun içindeki güçlerden galaksileri ve evreni bir arada tutan güçlere kadar her şeyi birden açıklayan en temel kanunları aramaya başlamamızla ilişkili.
Sicim teorisi, son 30-40 yılda giderek daha fazla taraftar toplayan bu birleşik teorilerden biri. Teoriyi tümüyle anlamaya ve anlatmaya benim matematik bilgim yetmez ama bir popüler anlatım biçimini burada tekrar edebilirim:
Sicim teorisi, bizim gözleyip deneyimleyebildiğimiz üç (hadi uzay-zamanı da katalım, dört olsun) boyutun dışında gözleyemediğimiz çok sayıda boyut daha olduğunu söylüyor. Bu boyutlar içinde en küçüğü (ve küçük olduğu için de en gözlenemez olanı) minik teorik sicimler. İşte bu sicimlerin aynen bir keman telinin titreşmesi gibi titreşmesi sonrası ortaya çıkan şey, gördüğümüz evrenin temel yapıtaşı. Her bir atomaltı parçacık, kendi özelliğini titreşme biçiminden alıyor. Yani kimi öyle titreşiyor ki kütle sahibi oluyor, kimi öyle titreşiyor ki kütle çekim gücünün taşıyıcısı oluyor ama kendisi kütleye sahip olmuyor vs vs.
Sicim teorisini eleştiren kimi fizikçiler, ‘Sicimciler ne zaman matematiksel bir zorlukla, bir uyumsuzlukla karşılaşsalar hemen ortama bir boyut daha ekliyorlar ve sorunu böyle çözüyorlar’ diyor. Bu ekstra boyutlar böyle rastgele mi ekleniyor, yoksa matematik öyle gerektirdiği için mi varlar, şimdilik beni aşan tartışmalar.
Ama bir şeyi hatırlatmalıyım: 1964’te bugün ‘Tanrı parçacığı’ diye tanıdığımız Higgs Alanı veya Higgs Bozonu bir matematiksel zorunluluktan doğdu ama yıllar sonra varlığı sergilendi.