29.10.11

the secret life of chaos

nic stacey

bu, çok basit bir soruya yönelik bir filmdir: buraya nasıl geldik?

insanları meydana getiren element ve bileşikler, inanılmaz biçimde, neredeyse utandıracak kadar yaygındır. insan vücudunun %99'u hava, su, kömür ve kireç karışımıdır. çok az da demir, çinko, fosfor ve sülfür gibi egzotik elementlerin izleriyle birlikte. aslında insan vücudunun çoğunu oluşturan elementlerin sadece birkaç pound tuttuğunu söyleyebiliriz. fakat bir şekilde, trilyonlarca sıradan atom mucizevi biçimde anlaşarak, kendilerini, düşünen, nefes alan, yaşayan insanlara dönüştürürler. bu basit yapıtaşlarının bir araya gelmesi mucizesinin nasıl olduğu sorusu hakikaten de sorabileceğimiz en kafa karıştırıcı sorudur. bu sorunun cevabının bilimin haddini aştığını düşünebilirsiniz. fakat bu değişiyor.

o, hem büyük bir bilim insanı hem de trajik bir kahramandı. 1912'de londra'da doğdu. adı, alan turing'di. alan turing olağanüstü bir adam ve şimdiye dek yaşamış en büyük matematikçilerden biriydi. modern bilgisayarı ortaya çıkaran pek çok temel fikri keşfetti. ayrıca, 2. dünya savaşı sırasında, alman askeri kodlarını kırmak için kurulan "x istasyonu" adlı gizli bir devlet projesinde çalıştı. fakat şifre kırıcılığı, turing'in dehasının sadece bir yönünü oluşturuyordu.

turing'in esrarengiz yeteneğinin bir parçası, geri kalanımızın hepsinden saklı olan örüntüleri görebilmesiydi. doğal dünya turing için nihai kodlarını sunuyordu. turing, nevi şahsına münhasır bir insandı. basit matematiksel denklemlerin, biyolojik dünyanın çehresini açıklama ihtimalinin bulunduğunu fark etmişti. ve bunu daha önce hiç kimse düşünmemişti.

süreç, "morfogenez" olarak bilinir ve çok kafa karıştırıcıdır. başlangıçta, embriyodaki her hücre aynıdır. sonra, hücreler bir araya gelmeye ve ayrıca diğerlerinden farklı olmaya başlarlar. herhangi bir düşünce veya merkezi eşgüdümleme yokken bu nasıl cereyan edebilir? aynı başlayan hücreler, bazıları gözün parçası olmayı bilirken diğerleri "deri ol" demeyi nereden bilirler? morfogenez, "öz-örgütlenme" denen şeye dikkat çekici bir örnektir. ve turing öncesinde, nasıl işlediği hakkında hiç kimsenin hiçbir fikri yoktu.

morfogenez üzerine kırılma yaratan raporundan az sonra, korkunç ve bütünüyle kaçınılmaz bir trajedi hayatını mahvetti. turing eşcinseldi. morfogenez raporunu yayınladığı yıl, arnold murray isimli bir adamla kısa bir ilişkisi oldu. ilişki iyi gitmedi ve murray turing'in evinde hırsızlığa karıştı. fakat turing bunu polise bildirdiğinde, murray'ın yanında onu da tutukladılar. mahkemede iddia makamı, turing'in üniversiteli eğitimiyle murray'ı sapıklığa yönlendirdiğini savundu. ağır ahlaksızlıktan hüküm giydi. sonra mahkeme hakimi, turing'e korkunç bir seçenek önerdi. ya hapishaneye gider ya da eşcinselliğini iyileştirmek için kadınlık hormonu enjeksiyonu uygulamasını kabul ederdi. ikincisini seçti ve bunun anlamı depresyonlar anaforuna gönderilmekti. 7 haziran 1954'te turing'in cesedi temizlikçisi tarafından bulundu. bir gün önce siyanürle zehirlediği elmadan bir ısırıkla kendi hayatına son vermişti. alan turing öldüğünde sadece 41 yaşındaydı. bilimin kaybı hesapsızdır.

kaos, dilde yerli yersiz en çok kullanılan kelimelerden birisidir; fakat bilimde çok belirli bir anlamı vardır. bilim der ki: "matematiksel denklemlerle tamamı tarif edilmiş bir sistem, herhangi bir dış müdahale olmaksızın, 'öngörülemez olmak'tan daha fazlasına muktedirdir. kaos, içinde hiç tesadüfi bir şey olmayan, çok ama çok basit, hakkında her şeyi bildiğimiz, tamamen determinist denklem kuralları, tümüyle tahmin edilemez çıktılara sahip olabilir."

kaos, bilimde hiç mi hiç hoş karşılanmayan keşiflerden birisidir. bilim camiasını bununla yüzleşmeye zorlayan adam edward lorenz adındaki bir amerikalı meteorologdur. 1960'ların başlarında, hava tahmini yapmasına yardım edebilecek matematiksel denklemler bulmaya uğraştı. fakat yanılmıştı. lorenz, mevcut hava hareketlerini tanımlamak için basit görünen matematiksel denklemleri yazdığında, denklemler kendilerinden bekleneni yapmadılar. esasında, belirli şartlar altında, dişlilerin başlama noktasındaki en küçük pozisyon farkı, ölçülemeyecek kadar küçük bir fark, kolun her bir dönüşünde giderek büyüyebilir. süreçteki her bir adımla, sistem gidiyor olduğunu düşündüğünüz yerden giderek daha fazla uzaklaşacaktır. lorenz etkileyici bir demecindeki şu radikal fikrini hep korudu: "bir kelebeğin brezilya'da bir kanat çırpışı, teksas'ta bir kasırgayı tetikler mi?" kudretli ve unutulmaz bir imajdı ve birkaç ay içinde dilimize yeni bir terim girdi: "kelebek etkisi". ve kelebek etkisi, bütün kaotik sistemlerin ayırıcı damgası, her yerde dönüşüm başlattı.

yüzyılların bilimsel katılığı birkaç yıl içinde çözüldü. saat gibi işleyen evren gerçeği yalnızca bir ilüzyona dönüştü. çünkü kaos her yerdedir. görünen o ki, öngörülemezlik içinde yaşadığımız dünyayla her yönden sıkıca bağlıdır. küresel iklim birkaç yıl içinde dramatik biçimde değişebilir. borsa ansızın çökebilir. bir gecede gezegen yüzeyinden silinebiliriz ve hiç kimsenin bu konuda yapabileceği hiçbir şey yoktur.

bilim insanları, doğal dünyanın; derin, temelden öngörülemez olabileceğini keşfettiler. fakat, onu öngörülemez yapan aynı nedenler, onun ayrıca örüntü ve yapılar yaratmasına imkan veriyordu. düzen ve kaos. görünen o ki, bu ikisi şimdiye kadar tasavvur edebildiğimizden çok daha derinden bağlantılı.

benoit mandelbrot sıradan bir insan değildi. alan turing gibi, mandelbrot'un da doğanın gizli örüntülerini görmekte doğuştan kabiliyeti vardı. geri kalanımızın anarşi gördüğü yerde o kurallar görebilirdi. herkesin sadece biçimsiz bir yığın gördüğü yerde o, şekil ve yapıları görebiliyordu. mandelbrot'un ömür boyu arayışı, gerçek dünyanın kaba ve düzensiz şekillerine basit bir matematiksel temel bulmaktı.

mandelbrot, doğadaki bütün değişik şekilleri tanımlayan benzersiz bir şey olup olmadığını sordu. bulutların kabarık yüzeyleri, ağaçların dalları, nehirlerin kolları, girintili çıkıntılı kıyı hatları, ortak matematiksel bir özellik taşıyor mu? evet, taşıyor. doğal dünyanın neredeyse tüm şekillerinin altında yatan, "öz-benzerlik" olarak bilinen matematiksel bir ilkedir. bu, giderek daha küçük ölçeğine indikçe, aynı şeklin hep kendi kendini tekrarladığı her şeyi tarif eder. güzel örneklerden biri ağaçların dallarıdır. küçük ölçeklere gidildikçe bu basit süreci tekrarlamak suretiyle hep çatallanırlar. aynı dallanma prensibi akciğerlerimizin yapısında, bütün vücudumuza dağılan damar yollarımızda vardır. bu, nehirler daha küçük akarsulara nasıl bölünür, onu bile açıklar. ve doğa, her türlü şekli bu yolla tekrar edebilir.

mandelbrot öz-benzerliğin tamamen yeni bir tür geometrinin temelini oluşturduğunu fark etti. ona bir isim bile verdi: "fraktal". mandelbrot kümesi. "tanrı'nın baş parmak izi" olarak adlandırılıyor. tıpkı ağaç veya brokoli gibi resmi daha yakından etüt ettikçe daha fazla ayrıntı görüyorsunuz. kümenin içindeki her şekil sonsuz sayıda daha küçük şekiller içerir. mandelbrot'un bebeği sonsuza dek devam eder. yine de tüm bu karmaşıklık sadece tek bir basit denklemden kaynaklanmaktadır: z=z^2+c. bu denklemin çok önemli bir özelliği vardır: kendini geri-besler. bir video döngüsü gibi, her çıktı, bir sonraki için girdidir. bu geri besleme, olağanüstü basit bir matematiksel denklemin sonsuz karmaşıklığın resmini üretebileceği anlamına gelir.

doğal dünya hakikaten de büyük, çiçekli ve uğultulu bir karmaşadır. garip şekiller ve lekelerin bir karmaşası. karmaşık sistemler, basit kurallar üzerinde yükselebilirler. büyük ifşaat işte budur. ve bu, hayranlık uyandırıcı bir fikirdir. evrenin tüm karmaşıklığı, bütün o sonsuz zenginlik, sürekli tekrar eden, akılsız, basit kurallardan çıkar. bu süreç güçlü olduğu kadar özünde öngörülemezdir de.

bu fikir hakkında insanları rahatsız eden şeylerden biri, kendiliğinden model oluşumuyla, şu ya da bu şekilde bir yaratıcının zorunlu olmamasıdır. tasarım, aktif müdahaleci bir tasarımcıyı zorunlu kılmaz. dizayn zaten evrenin kendisinin ayrılmaz bir parçasıdır. fakat belki gerçekten zeki bir tasarımcının yapacağı şey; evrene dev bir simülasyon tarzında muamele etmek, başlangıç koşulunu kurup bütün her şeyin tüm harikaları ve güzellikleriyle kendiliğinden olmasına izin vermektir.

george orwell: özgürlük, iki kere ikinin dört olduğunu söyleyebilmekle başlar.