CERN DENEYİ ve ARKHENİN KISA TARİHİ

Cern Deneyi : Yeni Fizik konferansı | Atatürk Üni. 2008

Cern Deneyi & Arkhenin Kısa Tarihi Konferans PPT Dosyası

From Water to Higgs Particle: The Short History of Arche”, 5th International Student Conference of the Balkan Physical Union, ISCBPU-5, Bodrum, 21-24 Ağustos 2007, sayfa:74 (Sözlü bildiri). |

mustafa ijaz

ABSTRACT

An answer to the question “What is arche?” acts a basic role on the structure of many ontological and epistemological matters in both philosophy and physics. The idea of an arche was first philosophized by Thales of Miletus, who claimed that the first principle of all things is water. Since then, many elements and principles have been proposed by philosophers from atoms (Democritos) to numbers (Pythagoras) during the Ancient age. After turning into the atom idea with J. Dalton in early 19. century, the idea of arche has been discussed by physicists and an atom was considered to be an initial and indivisible matter. The dramatic and historical discoveries in 20. century produced many new basic particles from quarks to leptons. Current theories and paradigms in high-energy and particle physics propose a new particle called Higgs boson, which is a hypothetical massive scalar elementary particle predicted to exist by the Standard Model. We wonder if we find out this outstanding particle, which can be considered as an arche proposal. Will this most expensive experiment in the history of science, which will be carried out using LHC in CERN, be able to provide a satisfactory solution to the arche idea?

Key concepts: Arche, Higgs, Philosophy, Particle Physics

1.GİRİŞ

Konumuz; En kadim soru cevaplanabilecek mi?

Peki, en kadim soru ne?

ARKHE NEDİR?

Bu soruya vereceğimiz cevap ontolojik ve epistemolojik düzeyde pek çok düşünce sisteminde yargı ve sonuç cümlelerinin yapısını oluşturur.

Gerçeklik sadece görünüşlerden mi ibarettir?

Yoksa görünüşlerin arkasında bir temel var mıdır?

Yani arkhe var mıdır? Varsa nedir? Madde midir, ilke midir? Tek yada çok mudur?

2. ARKHE NEDİR?

Arkhe nedir? Sorusu insanlık tarihinin en kadim ve mistik (gizemli) sorusudur.

Felsefenin kurucuları sayılan ’doğa filozofları’nın felsefi düşünceye ilk adımı; bir ilk neden, ilk temel töz, temel madde, temel ilke; yunanca arkhe sorusu üzerinde düşünmeleridir. Russel’in arkhe tarifi anmaya değerdir; ” arkhe: görünüşlerin asıldığı varsayılan imgesel bir çengel.”

Arkhenin bazı özellikleri şunlardır:

Başlangıçtaki Temel Madde (Initial Basic Matter)
Temel Öz (Basic Substance)
Bölünemeyen En Küçük Parça ( Indivisible )
Sonsuz ve Tek ( Eternal and Unique)
Kendi Kendinin Nedeni ( The Cause of Itself)
Her Türlü Yüklemin Öznesi ( The Subject of Every Various Predicate)
Kendinde Şey ( The Thing In Itself)
Dünyanın İlk Nedeni, İlkesi ( First Principle of The World)

Bu özellikler ortaya konulurken arkhe ilke yada madde olarak iki türde düşünülmüştür. Arkehin ilke mi yoksa madde mi olduğu ise başka bir yazının konusudur.

3. ARKHE TARİHİ

Bu çalışma esnasında Arkhe’yi dört disiplinde ele alacağız.

Mitoloji
Teoloji (kutsal metinler)
Felsefe
Fizik

4. MİTOLOJİK DÜŞÜNCEDE ARKHE

Mitolojik düşüncede evrenin başlangıcı karışıklık, belirsizlik ve sonsuz boşluk anlamına gelen Khaos’tur. Khaos içinden once Gaia (toprak ana) doğdu. Gaia’dan Uranos (gökyüzü) , Pontos (deniz) ve dağlar oluştu. Bunlarla birleşerek şekillenmeye başlayan evreni tanrısal varlıklar doldurdu ve güzellik , düzenlilik anlamına gelen Cosmos’a ulaşıldı.

5.KUTSAL METİNLERDE ARKHE

Arkhe nedir sorusuna kutsal metinlerde de verilmiş cevaplar vardır ve kutsal metinlerin kendi iç disiplinleri açısından önemlidir.

Bazı kutsal metinler ve arkhe sorusuna verilen cevaplar şunlardır

Tevrat ( The Old Testament ) ; Su
İncil ( The New Testament) ; Söz (Matta: Önce Söz Vardı.)
Kur’an- ı Kerim ; Su (Enbiya Suresi,30) Ve Söz (Kûnfeyekûn)
Hint, Çin, Japon Kutsal Metinlerinde ; Boşluk (Void,Vacuum)

6.FELSEFİ DÜŞÜNCEDE ARKHE

Felsefenin en temel konusu varlık felsefesidir. Varlık felsefesinin de bel kemiği ‘arkhe’ sorunudur.

Felsefe tarihi Arkhe nedir? sorusuna verilmiş cevaplardan oluşmuştur desek yeridir.

“ hiçten hiç bir şey çıkmaz” ( ex nihilo, nihil fit) ilkesiyle yola çıkan Miletos Okulu düşünürlerinden Thales Arkhe nedir? Diye sormuş ve su diye cevaplayarak yüzyıllarca sürecek bir tartışmayı başlatmıştır.

Filozofların arkhe sorusuna verdiği cevaplar şunlardır :

• Thales ~ SU

[Kadim felsefenin bir anlamda tarihini yazmış olan Aristoteles, Thales’i bu sonuca, herşeyin sıvı bir varlıktan beslendiği, sıcağın da sudan türeyip, suyla beslendiği, herşeyin tohumunun nemli bir yapıda olduğu gözleminin götürdüğünü söyler. Buharlaşma, suyun buhar ya da hava olabilmesini, donma ise suyun toprağa dönüşümünü akla getirmiştir. Onu arkhenin su olduğu sonucuna götüren nedenler ne olursa olsun, onu felsefe tarihinde önemli kılan unsur, verdiği yanıttan çok, sorduğu “Temel töz nedir?” sorusudur.]

• Herakleitos ~Ateş

[Herakleitos (# İ.Ö. 540 – 480) Miletos geleneğine bağlı olmayan bir İonia’lıdır. (Ephessus) Ateşi temel töz sayar. Ona göre her şey, ateşteki alev gibi, başka bir şeyin ölümünden doğmaktadır. Zıtlıkları (çelişkileri) görerek “her şey akar” (değişir – panta rei) tezini ortaya atmıştır. Herakleitos’u, kendinden önceki düşünürlerden ayıran en önemli özellik burada yatmaktadır. Miletos okulu temel tözü, kalıcı, kendi kendisiyle özdeş, doğanın değişmeyen neni olarak betimlemişti. Düşünürümüz bu teze karşın, “her şey akar” prensibinden hareketle, “temel töz, ateş olmalıdır” sonucuna varmıştır. Mevcut maddelerden, başka maddeler çıkartabilen tek nen ateştir. Evren’de, kalıcı bir madde varmış gibi düşündüğümüzde, büyük bir yanılgı içersine düşeriz. “Aynı nehirde iki kez yıkanmak mümkün değildir.” Akıp giden suları yüzünden o artık başka bir nehirdir.]

• Pythagoras ~ SAYI (Quantum kuramı son geldiği noktada her şeyi ‘sayı ‘ ile ifade etmektedir. Her şeyi, ama her şeyi.)

• Anaximenes ~ Hava-Nefes-Ruh

[Anaksimenes’e (# İ.Ö. 570-526) göre temel töz, havadır. Ruh havadır. Onun felsefe alanındaki yeniliği ise, ilk kez olarak birlikten çokluğa geçiş süreci üzerinde, varolan herşeyin havadan nasıl varlığa geldiğini açıklamaya yoğunlaşmış olmasıdır. Birlikten çokluğa geçiş sürecini açıklarken, dudaklarımızı birbirine yaklaştırıp avucumuza üflediğimiz zaman, ağzımızdan çıkan havanın soğuk, ağzımızı fazlaca açıp, avucumuza üflediğimiz zaman da, ağzımızdan çıkan havanın sıcak olması gözleminden yararlanarak, sıkışma ve seyrekleşme kavramlarına ulaşmıştır. Ateş süzülmüş / temizlenmiş havadır. Hava yoğunlaştığı anda, önce su olur. Arkasından yoğunlaşma arttıkça toprak ve nihayet taş oluşur. Anaksimenes’teki seyrekleşme ve sıkışma kavramları, birlikten çokluğa geçiş sürecini açıklamaya yaradıktan başka, her tür niteliği, niceliğe indirgeme girişimini temsil eder.Anaksimenes, yukarda özetlenen görüşleri ile felsefeye, çok önemli iki soluk getirmiş bir düşünürdür;1- Felsefî düşünceye ilk defa girdiğini söylediğimiz “ruh kavramı”, Anaksimenes’e göre insan vücuduna hayat veren, onu canlı ve ayakta, daha da önemlisi bir arada tutan, cansız bir yığın hâline dönüşüp dağılmasını önleyen nendir. Nasıl ki Evren’i kuşatan hava, onu ayakta tutuyorsa, aynı şekilde içimizdeki nefes, aldığımız soluk olarak ruh da, bize can verir. Buna göre, ruh insan varlığındaki hareket ve canlılık ilkesidir.2- Temel töz (arkhe) kavramından, diğer maddelerin nasıl oluştuğu sualine mantıklı yanıtlar getirmeye çalışmıştır. Hava yoğunlaşması ile gevşemesinin, diğer maddeleri ortaya çıkaran süreç olduğu görüşü, bu alandaki ilk nicel teori olarak bilinmektedir.]

• Anaximandros ~ Sonsuz

[Temel töz, sonsuz ve tükenmez olmalıdır. Su gibi nicel açıdan sınırlı bir maddeden, Evreni meydana getiren sonsuz varlık kütlesi doğamaz. Sonsuz sayıda Evren olduğunu öne süren Anaksimandros’a göre, sonsuz miktarda maddenin mevcudiyeti gereklidir. Bu yüzden ana maddeyi, “aperion” (sınırı olmayan madde) olarak isimlendirmektedir. Bilinen elementlerden herhangi biri temel töz olsa idi, diğerlerini kaçınılmaz olarak egemenliği altına alırdı. Hava soğuk, su nemli, ateş sıcaktır. Bunlardan biri sonsuz hacimde olursa, diğerlerini derhâl ortadan kaldırır. Bu yüzden ana töz, kozmik (evrensel) çatışmada tarafsız olmalıdır. Başka bir deyişle, değişme, doğum ve ölüm, büyüme ve küçülme, bir öğenin sınırlarını diğerinin aleyhine olacak şekilde genişletmesinin bir sonucu olduğu için, suyun doğasına aykırı bir yapıda olan öğe ya da şeylerin, su içinde nasıl olup da eriyip gitmedikleri sorusuna doyurucu bir açıklama getirilemez. Sudan, yalnızca ıslak ve soğuk olan şeyler türeyebilir. Oysa, dünyada sıcak ve kuru olan şeyler de vardır. Suyun nitelik bakımından belirli olmasının yarattığı güçlükten kurtulsak bile, bu kez suyun nicelik bakımından sınırlı oluşunun yarattığı güçlük karşımıza çıkar. “O hâlde temel töz, (arkhe) belirsizdir.”]

• Anaksagoras ~ Üstün (tanrısal) Akıl (Nous)

[algılamalarımız bize Evren’i, düzen gereği bir bütün olarak gösteriyorsa, bu düzeni bir amaca (telos – ilâhî amaç) göre düzenleyen bir kuvvet de mevcut olmalıdır. Anaksagoras bu mantıktan hareketle, yaratılışı / oluşu (genesis) meydana getiren ilkeye, düşünme yetisine olan benzerliği yüzünden, “NOUS” adını vermiştir. “Nous” gayri maddî bir kavram değildir. O da bir maddedir ama, pek özel, ince ve seçkin bir maddedir. Evren’deki oluşu meydana getiren hareketin başlangıcıdır “nous”. İlk hareketi gerçekleştiren kuvvettir. Bu hareket, “nous”un istediği yönde gelişmiştir.]

• Leukippos ~Boşluk & Atom

[Leukippos’un boşluk kavramı gerçek bir vakum ifâde eder. Var olan boşluk kavramı ile, bu boşluğun içerdiği sonsuz sayıda, küçük olduğundan görünmez, maddenin mevcut olması gereğini ileri sürmüş ve böylelikle çokçuluğun (pluralism) temellerini, mantıkî bir kesinlikle ortaya koyan ilk düşünür olmuştur.]

• Demokritos ~ Atom

• Platon ~ Idea

• Aristo ~ Yetkin Varlık

• Empodokles ~ Su+Ateş+Hava &Toprak

• Zenon ~ ‘Hiç (absurde,uyumsuz)’

[Elea’lı Zenon’a göre çokluk, devinim ve değişim, hem saçma, hem de uyumsuz (absurde) kavramlardır. Bunu kanıtlamak maksadiyle ortaya attığı “antinoma”lar, asırlar boyu tartışılmış, çok enteresan ögeler taşır;1- Nesneler çokluk iseler, hem sonsuz küçük, hem de sonsuz büyük olmalıdırlar. Zira, var olanı, artık bölünemez olana kadar bölersek, bunlar büyüklüğü olmayan “hiçler” olurlar. Bunları bir araya getirsek bile, hiçlerin toplanmasından bir cesamet kazanılamaz. Yine de sonsuz küçük olurlar. Çokluğun uzayda bir yer kapladığını düşünürsek, çoğun bir araya gelmesi ile sonsuz bir büyüklük meydana gelir. 2- Çokluk, sayıca hem sonlu, hem de sonsuzdur. Sayıca sonludur; zira ne kadar ise, o kadar olacaktır. Ama çokluk, aynı zamanda sayıca sonsuzdur. Çünki hiç durmaksızın birbirlerini sınırlarlar ve kendilerini böylelikle başka nesnelerden ayırırlar. Bu başka nesneler de, yanlarındaki başka nesnelerle sınırlıdırlar ve bu böyle sürüp gider.3- Devinim ile ilgili kanıtlardan (antinoma’lardan) en çok bilineni, Achilleus ile kaplumbağanın yarışıdır. Achilleus ne kadar hızlı koşarsa koşsun, kaplumbağaya yetişemez. Zira o süre içersinde kaplumbağa, çok çok küçük de olsa, bir yol almış olacak ve bu devinim sonsuza dek sürüp gidecektir.4- Bir koşu pistinin sonuna hiç bir zaman ulaşamazsın. Zira pistin önce yarısını, sonra kalanın yarısını, sonra yine kalanın yarısını koşman gerekir. Bu böyle sonsuza dek sürer, gider. Sonlu bir zaman içersinde, sonsuz uzay aralıkları geçilemez. 5- Ok Paris’e asla erişemeyecek veya onu asla vuramayacaktır. Zira ;a) Uçan ok, her anda belli bir noktada olmak zorundadır. Belli bir noktada bulunmak demek, durmak demektir. Ok, hareketinin her hangi bir anında duruyorsa, katetmesi gerekli yolun tamamı itibara alındığında da durmaktadır. Duran ok, Paris’i vuramaz.b) Ok Paris’e erişmek için bir çizgi üzerinde (bu bir parabol olsa bile) hareket edecektir. Çizgi, geometrik olarak sonsuz noktadan meydana gelir. Okun bu sonsuz noktayı, sonlu bir zamanda katetmesi olası değildir.Zenon’un tüm bu “antinoma”larını, salt mantık süzgecine vurmazdan önce; – “var olanı bir çokluk ve hareket diye düşünürsek, çelişkiye düşeriz.- Öyle ise varlık, ancak bir, tek ve hareketsiz olabilir” ]

• Descartes ~Tanrı

• Hobbes ~ Madde

• Spinoza ~ Tanrı & Tabiat

• Leibniz ~ Monad

• Hegel ~ Geist

• Marx ~ Madde (maddeki değişim)

• Dewey ~ Modulasyon

• Sartre ~ İNSAN

7. FİZİKTE ARKHE

Atomculuk ilkçağda Demokritos tarafından ortaya atılan bilimsel bir hipotezdir. Atom düşüncesinin açıklaması kavramsal-felsefi değil, ilke olarak deneysel anlamda yanlışlanabilir savlar dizisinden oluşur. Bir süre unutulan atom düşüncesi Lucretius ve J.Daltonla birlikte 19. yy’da tekrar ele alınmış, modern kimya ve modern fiziğin bel kemiğini teşkil edecek bir duruma gelmiştir. Evrenin başlangıç hikayesi olan Big-Bang’ın ve Einstein’ın temel görelilik kuramı’nın açıklanmasında, Heisenberg ‘in belirsizlik prensibinin yapısında Standart Modelin öngördüğü temel parçacıklar** önemli bir yer tutar. Standard Modelin öngördüğü ,henüz gözlemlenmemiş en ünlü parçacık higgs parçacığıdır.

8. HİGGS : TANRI PARÇACIĞI

Nobel ödüllü fizikçi Leon Lederman tarafından ‘tanrı parçacığı’ diye tarif edilen higgs parçacığı Standart Model’de parçacıkların nasıl kütle kazandıkları sorusuna 1966’da Peter Higgs tarafından verilmiş bir cevaptır. Standart Model, skaler bir alan olan higgs alanıyla etkileşen parçacıkların kütle kazandıklarını öngörür. Higgs alanı sıfır değil de sıfırdan farklı bir değere sahip olduğu zaman en düşük enerji durumunda olur. Higgs parçacıkları en düşük enerji durumlarında bulundukları sürece tamamen görünmez olurlar ve bu yönüyle eşyaya ve olaylara ( hareketlere) bildiğimiz, algıladığımız özellikleri sağlarlar. Boş uzay tamamen higgs parçacıkları ile doludur. Bilim tarihinin en ünlü denkleminde de higgs öngörülür: E= mcc : yapışma enerjisi ; higgs parçacığının yapışma enerjisi ne kadar güçlüyse kütle de o ölçüde büyük olur.

SONUÇ

Geçtiğimiz gün Cern’de LHC (the large hadron collider) ‘de yapılaN proton-proton çapışmasında gözlenmesi beklenen Higgs en kadim sorunun (ARKHE NEDİR? ) cevabı olabilecek mi? Bekleyip göreceğiz.(tabii, saniyenin milyarda biri zamanda ne görebilirsek )

dipnot: 6.bölümdeki köşeli parantez içindeki açıklamalar Eren Erbabacan’a aittir

** Parçacık fiziği madde‘nin parçacıklarını ve aralarındaki karşılıklı etkileşimi konu alan fizik dalıdır. Atomaltı parçacıkları inceler.Atomaltı parçacıklar bağımsız olarak ömürleri çok kısa olduğu için normal şartlar altında gözlemlenemezler. Bu amaçla oluşturulan parçacık hızlandırıcısı denilen dev düzeneklerde, yüksek elektrik alan etkisi ile hızlandırılmış parçacıkların manyetik alan etkisi ile odaklanarak çarpıştırılması ile ortaya çıkan farklı parçacıklar incelenebilir hale getirilmeye çalışılır. Bu işlemlerin yapılmasında ve yaratılan çarpışmalarda ortaya çıkan enerji miktarları çok büyük olduğundan parçacık fiziği yüksek enerji fiziği olarak da adlandırılır.