Büyük Tasarım (Hawking, Mlodinow): konusu, bilimi ve okuma rehberi

Büyük Tasarım (The Grand Design), Stephen Hawking ile fizikçi ve yazar Leonard Mlodinow'un birlikte yazdığı popüler bilim kitabıdır. Bantam tarafından ABD'de 7 Eylül 2010'da, Birleşik Krallık'ta 9 Eylül 2010'da yayımlandı; ilk baskısı 208 sayfadır. Kitap, evrenin neden var olduğu ve neden bu yasalarla işlediği sorusunu ele alır ve yanıtı felsefede ya da dinde değil, fizikte, özellikle de M-kuramı denen çerçevede arar. Türkçede Doğan Kitap tarafından Büyük Tasarım adıyla, Selma Öğünç'ün çevirisiyle Mart 2012'de yayımlandı (164 sayfa).

Kitap ne anlatıyor?

Kitap, insanlığın evreni anlama çabasının kısa bir tarihiyle başlar. Anlatı, doğanın tanrıların keyfiyle değil yasalarla işlediğini öne süren eski Yunan düşünürlerinden Kopernik'in Dünya'yı evrenin merkezinden indirmesine uzanır. Yazarlar konuyu kuru bir ders gibi değil, gündelik yaşamdan, mitolojiden ve tarihten örneklerle işler: Viking mitindeki Skoll ve Hati'den The Matrix filmine, yer merkezli evren modelinden kuantum mekaniğindeki bir elektronun bir odada izleyebileceği olası yollara kadar. Kitapta denklem yoktur; bu da onu meraklı okur için erişilebilir kılar.

Kitabın üç temel iddiası vardır. Birincisi, "model-bağımlı gerçekçilik" denen yaklaşımdır: Yazarlara göre elimizde kuramlardan bağımsız bir "gerçek gerçekliğe" erişmenin yolu yoktur; aynı gözlemleri eşit başarıyla açıklayan birden fazla model varsa hepsi geçerlidir. Bunu, dünyanın tamamını tek bir düz haritada gösteremediğimiz için birbirini örten haritalar kullanmamıza benzetirler. İyi bir modelin zarif olması, az keyfî öğe içermesi, mevcut gözlemlerle uyuşması ve sınanabilir öngörüler yapması gerektiğini söylerler. İkincisi, tek bir "her şeyin kuramı" yerine birbirini tamamlayan kuramlardan oluşan bir ağın gerekebileceği ve M-kuramının bu arayışın en umut verici adayı olduğudur. Üçüncüsü ise kitabın en çok tartışılan sonucudur: Evrenin ortaya çıkması için Tanrı'ya gerek yoktur, yasaların kendisi yeterlidir.

Kitabın özeti

Bu bölüm kitabın sonunu da anlatır. Bilim kitaplarında özet bölüm bölüm ana fikirlerdir; aşağıda kitabın akışını kendi cümlelerimle topladım.

1. Yasa fikrinin doğuşu. Kitap, doğada düzenliliğin bir yasa ürünü olduğu düşüncesinin tarihine bakar. Yazarlar, bilimin tarih boyunca doğaüstü açıklamaların yerini yasalarla alarak ilerlediğini vurgular; sonraki bölümlerin sorusu da buradan çıkar: Bu yasalar neden böyle ve neden başka türlü değil? Yazarlar bu soruyu, kitabın geri kalanında verecekleri yanıtın zemini olarak koyar.
2. Gerçeklik nedir? Kuantum fiziği, bir parçacığın tek bir yol izlemediğini, olası yolların hepsinin hesaba katıldığını gösterir. Yazarlar buradan gerçekliğin modellerden bağımsız düşünülemeyeceği sonucuna varır ve model-bağımlı gerçekçiliği önerir: Bir model gözlemlerle uyuşuyor ve işe yarıyorsa, onun "gerçekten" doğru olup olmadığını sormanın anlamı yoktur.
3. Birleşik kuram arayışı. Einstein'dan beri aranan tek ve son kuramın var olmayabileceği, bunun yerine farklı alanlarda geçerli, birbirini örten kuramlardan oluşan bir bütün gerekebileceği anlatılır. M-kuramı, on bir boyutlu bu çerçevenin ana adayı olarak sunulur.
4. Çok sayıda evren. M-kuramı tek bir değil, çok sayıda olası evren öngörür. Dünya'nın Güneş Sistemi'ndeki, Samanyolu'nun da evrendeki tek örnek olmaması gibi, bizim evrenimiz de pek çoğundan biri olabilir.
5. Neden yaşama uygun bir evrendeyiz? Bu evrenlerin yalnızca bir kısmı yaşamı mümkün kılar; biz doğal olarak yaşama uygun olanlardan birinde bulunuruz. Yaşam için gereken yasaların ortaya çıkışı bu çerçevede rastlantıyla açıklanır (antropik ilke).
6. Hiçten doğuş. Kitap, kütleçekimi gibi bir yasa bulunduğu için evrenin kendini hiçten var edebileceğini, "neden hiçbir şey değil de bir şey var?" sorusunun yanıtının kendiliğinden oluşum olduğunu söyler ve Tanrı'ya başvurmanın gereksiz olduğu sonucuyla biter.

Kısacası kitap, yasa fikrinden başlayıp çoklu evren ve M-kuramı üzerinden kendiliğinden yaratılış tezine varan tek bir akıl yürütme çizgisidir. Bu çizginin her halkası, bir öncekinin doğru olduğunu varsayar; bu yüzden zincirin en zayıf halkası (sınanamayan M-kuramı) bütün sonucu da zayıflatır.

Yazarlar ve yazıldığı dönem

Stephen Hawking 8 Ocak 1942'de Oxford'da doğdu, 14 Mart 2018'de Cambridge'de öldü. St Albans School'da okudu, 1962'de University College, Oxford'dan fizik alanında birincilik derecesiyle mezun oldu ve 1966'da Cambridge'de Trinity Hall'da Dennis Sciama danışmanlığında doktorasını tamamladı. 21 yaşındayken (1963) motor nöron hastalığı teşhisi kondu ve hastalıkla elli beş yıldan fazla yaşadı. 1979'dan 2009'a kadar Cambridge'de Lucasian Matematik Profesörlüğü yaptı. Roger Penrose ile geliştirdiği tekillik teoremleri, 1974'te öne sürdüğü Hawking ışıması ve 1983'te James Hartle ile ortaya koyduğu "sınırsız evren" önerisi bilimsel katkılarının başında gelir. 1988 tarihli Zamanın Kısa Tarihi yaklaşık 9 milyon adet sattı. 2009'da ABD'nin Özgürlük Madalyası'nı aldı.

Leonard Mlodinow 26 Kasım 1954'te Chicago'da doğdu; Brandeis Üniversitesi'nde okudu, doktorasını Berkeley'de yaptı ve 1981'de Caltech'te çalışmaya başladı. 1986'da tam zamanlı akademik hayattan ayrılarak yazarlığa yöneldi; Star Trek: The Next Generation ve MacGyver için senaryo yazdı. The Drunkard's Walk (2008) ve PEN/E.O. Wilson Edebi Bilim Yazarlığı Ödülü'nü kazanan Subliminal (2012) gibi kitapları vardır. İkili daha önce Zamanın Daha Kısa Tarihi'ni (2005) birlikte yazmıştı. Büyük Tasarım'ın yazıldığı 2010'da Hawking 68 yaşındaydı ve Lucasian kürsüsünden yeni ayrılmıştı.

Kitaptaki bilim: ne kanıtlı, ne kuramsal?

M-kuramı

Kitabın bel kemiği olan M-kuramı, Edward Witten'in 1995'te Güney Kaliforniya Üniversitesi'ndeki bir konferansta öne sürdüğü fikre dayanır: Beş farklı süpersicim kuramının, tek bir kuramın farklı sınır durumları olduğu. Kuram on bir boyutlu bir uzay-zaman ve "zar" (brane) adı verilen iki ve beş boyutlu nesneler içerir; "M" harfinin neyi simgelediği bilerek açık bırakılmıştır (sihir, gizem ya da zar olabilir). Önemli olan şu ki kuramın tam bir formülasyonu bilinmiyor ve bugün onu doğrulayan ya da çürüten, doğayı tek anlamlı biçimde işaret eden bir deney yok. Kitabın bu kuramı neredeyse tek aday olarak sunması, en sert eleştirilerin de odağıdır. Ayrıntılı çerçeve için sicim teorisi sayfasına bakılabilir.

Çoklu evren ve antropik ilke

Kitabın "çok sayıda evren" fikri tek başına yeni değildir. Sonsuz şişme (eternal inflation) fikrinde şişmenin uzayın çoğu bölgesinde sürmesi ve birbirinden kopuk "kabarcık evrenler" doğurması beklenir; ilk modeli Paul Steinhardt 1983'te önerdi, Alexander Vilenkin bunun şişme modellerinde genel olduğunu gösterdi, Andrei Linde 1986'da kendi biçimini geliştirdi. Bugün tartışma şudur: Linde ve Guth gibi isimler çoğu şişme modelinin çoklu evrene yol açtığını savunurken, kuramın ilk önericisi Steinhardt şişmeyi sınanamaz kıldığı için bu fikre karşı çıkar. Planck uydusunun verilerinde kabarcık evren çarpışmalarına dair istatistiksel olarak anlamlı bir iz bulunmadı. Yani çoklu evren bugün gözlemle desteklenmiş bir bilgi değil, kuramsal bir olasılıktır. Konunun genel resmi için çoklu evren sayfasına bakın.

"Hiçten evren" iddiası

Kitabın "evren kendini hiçten yaratabilir" tezi, kuantum etkilerinin boşluktan madde ve enerji çıkarabildiği fikrine dayanır. Fizikçi Lawrence Krauss gibi destekçiler, evrenin toplam enerjisinin sıfıra uyumlu çıkmasını bu görüşü destekleyen ölçülebilir bir ipucu sayar. Karşı görüştekiler, örneğin fizikçi Paul Davies, yasaların kendisinin nereden geldiği sorusunun yanıtsız kaldığını söyler. Fizik açısından bakıldığında bu, bir kanıt meselesi olmaktan çok bir tanım ve felsefe tartışmasıdır; Büyük Patlama'nın öncesine dair açık sorular için Büyük Patlama'nın açık soruları sayfasına bakılabilir.

Etkisi, satışları ve eleştiriler

Kitap, çıkışından birkaç gün sonra Amazon.com'da en çok satan kitap oldu; Amazon.co.uk'ta ikinci sıraya yükseldi ve Eylül-Ekim 2010'da New York Times yetişkin kurgu dışı çok satanlar listesinin başına çıktı. 24 dile çevrildi.

Kitap bilim camiasını böldü. Destekleyenler arasında Richard Dawkins, kitabı fiziğin Tanrı sorununa son darbeyi vurması olarak yorumladı; fizikçi Sean Carroll kitabı spekülatif ama cesur buldu ve asıl önemli dersin belirli bir kuram değil, bilimin "neden" sorularına yanıt verebileceği duygusu olduğunu yazdı; James Trefil kitabı denklemsiz ve derin bulduğunu belirtti. Eleştirenler arasında Roger Penrose, Financial Times'taki yazısında, kuantum mekaniğinin aksine M-kuramının hiçbir gözlemsel desteği olmadığına dikkat çekti. Joe Silk, Science dergisinde bir iki yüzyıl sonra M-kuramının, bugün Pisagor'un küreler uyumunun naif görünmesi gibi görüneceğini düşündüğünü yazdı. Craig Callender (New Scientist) kuramın eksikliğine rağmen kitabın varoluşun gizemini açıkladığını öne sürmesini sorunlu buldu. Paul Davies (Guardian) ise yasaların nereden geldiği sorusunun cevapsız kaldığını vurguladı. Matematikçi John Lennox kitaptaki mantık hatalarını ve felsefenin öldüğü iddiasını eleştirdi. New York Times'ta Dwight Garner, kitabı Zamanın Kısa Tarihi'ndeki sade sesten uzak, zaman zaman küçümseyici ve anlaşılması güç bulduğunu yazdı.

Tartışmanın ortasında Hawking, Tanrı'nın yokluğunun kanıtlanamayacağını ama bilimin Tanrı'yı gereksiz kıldığını söyledi; Channel 4'ün 2010 tarihli Genius of Britain belgeselinde ise kişisel bir Tanrı'ya inanmadığını belirtti.

Uyarlamaları

Kitabın bilinen bir film ya da dizi uyarlaması yoktur. Hawking'in aynı yıl Discovery Channel'da yayımlanan üç bölümlük belgesel dizisi Stephen Hawking ile Evrene Yolculuk (uzaylılar, zaman yolculuğu ve her şeyin hikâyesi), kitaptan bağımsız bir yapımdır ama benzer soruları ekrana taşır.

Kimlere uygun, nereden başlanır?

• Uygun: Evrenin kökenine dair felsefi ve bilimsel tartışmayı merak eden, denklemsiz bir giriş arayan okurlar. Kitap kısa ve akıcıdır; fiziğin temel fikirlerini sade anlatır.
• Dikkat: Kitabı bir bilgi kaynağı gibi değil, bir görüş kitabı gibi okumak gerekir. M-kuramı, çoklu evren ve hiçten doğuş tezi kanıtlanmış değildir; yazarlar bunları öne sürer, bilim camiası ise bölünmüş durumdadır.
• Önce: Fiziğe yeni başlayanlar için Zamanın Kısa Tarihi ya da güncellenmiş Zamanın Daha Kısa Tarihi daha yumuşak bir kapıdır.
• Sonra: Ceviz Kabuğundaki Evren, Evrenin Zarafeti (Brian Greene) ve Hawking'in ölümünden sonra, 16 Ekim 2018'de yayımlanan Büyük Sorulara Kısa Yanıtlar'ı. Büyük Patlama'nın temelleri için Büyük Patlama teorisi sayfası iyi bir yardımcıdır.