21 Temmuz 2009 Salı

Einstein curutulmus ?!?!?!


Bu blog'un fizikcilerinden biri olarak ben de konuyla ilgili dusuncelerimi paylasmak istiyorum. Konu bir deneyden elde edilen sonuclarin medya araciligi ile aciklanmasi uzerine. Ilk bakista bircok kisi icin neden bu konuya degindigimiz sacma olabilir. Dunyada bircok ornegi olan birsey bu diye dusunenler olmustur ve haklilar. Ornegin, bu sene icinde veya onumuzdeki senenin ilk aylari tekrar calistirmasi beklenen LHC'yi dusunelim. Bu deneyde bilmeyenler icin Higgs bosonun ve supersimetrinin varligi arastirilacagi gibi madde/anti-madde asimetrisi de anlasilmaya calisilacak (bunlarin disinda daha teknik sorular tabiki var cevaplari bekleyen). Ilk aranan Higgs bosonu. Bulunmasi veya bulunmamasi durumunda eminim ki CERN bir basin toplantisi yapip bunu dunyaya aciklayacaktir. Ayni zaman da hakemli dergilerde birden fazla yayin yapilacagindan hic kuskum yok. O zaman biz neden blogumuzda rahatsizlik yasiyoruz. Cevabi cok basit: olayin sunulus sekli: "Einstein curutuldu!" HAYIR, curutulmedi... Cok acik ve net soyluyorum curutulmedi! Bununla ilgili daha detayli asagida kendi dusuncelerimi paylasmaya calisacagim.
Eger Higgs bosonu bulunursa, Standard model'in teorisyenler tarafindan ortaya atilan bir mekanizmasinin doganin bir parcasi oldugunu anlamis olacagiz. Diyelim ki bulunamadi (LHC'nin en onemli ozelliklerinden biri Higgs'i su an kalan butun enerji seviyelerinde arayacak olmasi). O zaman kimse beklemesin herhangi ciddi bir bilimsel dergide veya gazetede su basliga benzer bir baslik: "Standard model oldu!" veya "Verilen Nobeller geri alinsin" veya "Ustad yanilmis, Higgs curudu!" (Bu arada Higgs mekanizmasini ortaya atan sadece Higgs degil, bu bircok bilim adaminin yogun madde fiziginde aslinda kullandigi bir mekanizma, Higgs diye anilmasi tarihi sebeplerden). Problem iste bu yapilan (sadece) bir deneyle hemen 100 yillik teorinin curutuldugunun iddia edilmesi. Ki soru su, Einstein ozel ve genel gorelilik kuramlarini ortaya attigi zaman Newton curutuldu mu ? Ya da Bohr, Heisenberg, Schrodinger, Dirac ve adini saymadigim bir cok cok degerli fizikci quantum mekanigini yazdiklari zaman Newton mekaniginin sonu mu geldi? Cevap HAYIR! Butun teorilerin belli bir uygulama alani vardir ve bu sinirlar icinde dogru cevaplar verirler. Einstein gosterdi ki eger cisimler isik hizina yakin hareket ederse Newton mekanigi artik yanlis cevaplar vermeye baslayacak, benzer sekilde Schrodinger gosterdi ki elektron gibi temel paraciklar icin F=ma yerine kendi adiyla anilan Schrodinger dalga denklemi kullanilmasi dogru olacak. Adi bu blogda su ana kadar gecmeyen quantum alanlar teorisi, hem ozel goreliligi hem quantum mekanigini icine aliyor, Standard model de bir alanlar teorisi, peki bu teori eksiksiz mi, hayir, cok kucuk mesefeleri (Planck uzunluguna yakin uzunluklari) incelemek istedigimiz zaman biliyoruz ki bir yer gelecek ki yercekiminin quantum teorisine ihtiyac duyacagiz. Kisacasi inceledigimiz fizige gore kullanmamiz gereken fizik kuramlari degisiyor, gectikleri yerin disinda verdikleri cevaplar yanlis diye bu teorilere yanlis demek yanlis. Bu sekilde sunulus sekli sonuclarin bir de sunu merak ettirdi bana: Acaba Einstein veya Bohr cikip basin toplantisi yaptilar mi, "Biz Newton'i curuttuk!" diye. Hic sanmiyorum, nerdeyse olay yuz yil once oldugu halde.
Einstein curutulmedi dedim. Kimse yanlis anlamasin, eksikleri olamaz, degistirilmesi gerekmez demiyorum. Zaten biliyoruz ki gorelilik teorisi aslinda fiziklerin efektif teori dedikleri bir teori, yani altinda yuksek enerjilerde gecerli olan baska bir teori var, ne oldugunu da bir cok bilim adami bulmaya calisiyor. String teori ya da bazilarina gore loop quantum gravity denen bir teori genel goreliligin arkasindaki teori olabilir (ya da ikisi de degil su ana kadar aklimiza gelmeyen cok daha ilginc bir teori). Zaman gosterecek... Peki neden bu kadar sert bir sekilde curutuldugu iddiasina karsiyim. Cok basit: zamaninda yapilmis bir deney var, teoriye uygun cevaplar veriyor, sonra bu deney tekrarlaniyor farkli sonuclar bulunuyor, hemen sonuc, "Einstein curutuldu". Ne malum ikinci deneyin yanlis olmadigi? Birincisi icin hemen yafta yapistiriliyor, onlar yanlis olctu diye. Ilginc degil mi? Bilmeyenler icin gunumuzden, 2009 yazindan bir ornek verelim. Uc adet birbirinin benzeri buyuklukleri olcen deney yapildi: ATIC, PAMELA ve MILAGRO. ATIC ve PAMELA farkli sonuclar verdi, ama bazilari bu iki deneyin aslinda dikkatli incelenirse ayni sonucu verdigine inaniyor. Ama son aciklanan MILAGRO sonuclari ATIC ile kesinlikle celisiyor, PAMELA'nin sonuclarina daha yakin. Bircok kisi bilinmeyen yeni bir fizik teorisinin bu gozlemlerin arkasinda oldugunu dusunerek modeller yaziyorlar. Bu arada bazi fizikciler aslinda bu uc deneyin de yeni fizik habercisi degil ama bazi seylerin hesaba katilmadigini iddia ediyor ve kendilerince aciklama getiriyor. Bu uc deneyin de arkasinda onlarca belki de yuzlerce doktorali bilim adami var. Ama kimse de cikip onu bunu curuttugunu iddia etmiyor aninda. Demege calistigim, deneye takilan, makaleyi yazan kisi sayisina veya sadece bir deneyin sonucuna gore bircok testi cok basarili bir sekilde gecmis bir teoriyi curuttugunu iddia etmek cok buyuk bir hata. Gunun birinde baska gruplar da benzer sonuclar bulur, bilim adamlari tartisir hatalar veya eksikler bulunur duzeltilir. Hatta yerine yenisi de yazilir teorinin. Buna akli basinda kim karsi cikar? Zaten bilim bu sekilde ilerlemiyor mu? Bu arada bilim kabul edersiniz ki demokratik degil, sonuclar bilim adami sayisina gore degil, doganin ta kendisine gore yanlis veya dogru oluyor!

Bu blogda yazilan elestirlere verilen cevap ise bence hayli ilginc. Eger bir bilim adami yuz yillik teoriyi curuttum diyorsa o zaman kendisine "deli" denmesine bile hazirlikli olmali (Altini cizmek istiyorum, kesinlikle direk ve dolayli olarak bunu soylemiyorum. Aklimdaki ornek Lubos Motl ve Peter Woit arasinda string teori ile ilgili gecen 2-3 yillik blog tartismasi, hatta savasi, ilgilenenler gidip bakabilirler tartisma hangi boyutlara kayabiliyor, biz kesinlikle buna karsiyiz zaten elestirecegimiz nokta da bu). Bircok ornegi var "deli" sayilan, dislanan bilim adamlarinin sonunda tarihe gectigi ve onlara "deli" diyenlerin kimse tarafinda hatirlanmadigi ile ilgili olarak. Eger cidden aciklanan sonuca guven duyuyorsa bilim adami, elestiriye de acik olmali, rahatsiz olmamali, "sen sunu bunu bilmiyorsun" diye elestireni ezmeye calismamali kanimca. Ozellikle bu durumda yaziyi yazan Erol da bir fizikci, bilmeyenlere duyuruyorum! Erol'un yazisinda sahsa yonelik hic bir elestiri yok, sadece sonuclarin aciklama sekliyle ilgili elestiri var. "Sayin Akcay" diye baslayan cevap, sona dogru dalga gecme boyutuna geliyor. Erol "zar atarak" falan yazi yazmiyor, elestirilmek herkesin hosunu gitmez, ama bu bile "sen olme e mi" gibi alayci bir uslup kullanma hakkini kesinlikle kimseye vermiyor. Yakismiyor...

Yorumumu fizikci olmayanlar icin biraz bunaltici bir sekilde bitiriyorum ama genel gorelilik yerine kanulmaya calisilan teoriyle ilgili teknik sorularim var:
-Hamilton veya Lagrange tanimlari nedir yeni teorinin, sistemin dinamigini nasil belirleniyor ?
-Hamiltonian veya Lagrangian olmadan nasil quantum teorisi nasil yaziliyor?
-Local korunma kanunlari hangi simetrilerin sonucu ortaya cikiyor? Noether teorimini kullanarak bu koruma yasalarini cikartabiliyor olmamiz lazim.
-Teorinin arkasinda hangi temel presipler var?
-Kara delik var mi yeni teoride? Varsa information paradox'u aciklanabiliyor mu?
-Kara delikler icin entropi event horizon'in alaniyla bagli, hala gecerli bu baglanti?
-Dark energy veya dark matter ile ilgili ne soyluyor yeni teori?
-Yercekimsel dalgalar var mi yeni teoride, yoksa neden NASA LISA icin bosuna mi para harciyor?
-Yercekimi olan bir yerde parcaciklarin quantum statelerini tanimlamak mumkun mu yeni teoride?
-Buyuk patlamadan sonra evrenin gelisimi ile ilgili model nedir? Kozmik alan isimasini aciklayabiliyor mu yeni teori?
-AdS/CFT hesaplarinda genel gorelilik her zaman kullaniliyor? Bu hesaplar yanlis mi bu yeni teoriye gore ?
Not: Yazimda Turkce karakter kullanmadigim icin umarim kimse kusuruma bakmaz.

16 Temmuz 2009 Perşembe

Küçülen koyunların sırrı

Vakit darlığı ve seyahat halinde olmaktan fırsat olmadı bir türlü yazmaya, ama es geçmek olmazdı, en azından bir link vereyim dedim. İki hafta önce, Dr. Arpat Özgül'ün doktora sonrası araştırmaları kapsamında hazırladığı bir makalesi Science'da çıktı. İskoçya'daki ufak bir adada yaşayan vahşi Soay koyunlarının küçülmesinin nedenlerini ortaya koyan veriler, doğal seçilim ve iklim değişikliğinin etkilerine dair önemli şeyler öğretiyorlar bize. Uzun vadede klasikler arasına girebilecek bu makale için Arpat'a tebrikler! Makale ve Arpat'ın bulguları hakkında daha ayrıntılı bilgi isteyenlere, Evrim Çalışkanları'ndaki güzel hazırlanmış yazıyı şiddetle tavsiye ederim.

(Bu arada bu haftaki Cumhuriyet Bilim Teknik'te de Arpat'la yapılan bir söyleşi yayınlandı.)

1 Temmuz 2009 Çarşamba

Einstein'ı çürütmek -- II

Efendim, blogumuz uzun bir süredir durgun, biliyorsunuz. Ancak görünen o ki, bazı "eski" yazılarımız (internet zamanında) sonradan keşfediliyorlar. Bir süre önce bir Türk fizikçisinin Einstein'in görelilik kuramını "çürütmesi" ve bunu basın açıklamasıyla dünya kamuoyuna sunması konusunda yazdığım yazı da öyle oldu.

Yazı ilk yayınlandığında bir kaç yorum almıştı. Çoğu yorum "ben de anlamadım bu işin aslını," diyordu. Birkaç hafta önce ise yazı belli ki söz konusu fizikçi Sayın Prof. Dr. Tolga Yarman'a daha yakın çevrelere ve sonunda da hocamızın kendisine ulaşmış. Hocamız da sağolsunlar nacizane blogumuza birkaç satır yorum yazmaktan gocunmamış, dahası üşenmeden neredeyse cümle cümle yanıt vermiş. Ben biraz daha genel olarak devam edeceğim, kusura kalınmaz ise.

Öncelikle hocamız kendisi ve üniversitesi hakkında yazdıklarımın üslubundan alınmış sanırım. Ben de yazıyı tekrar okuyunca bazı sert kaçan ifadeler gördüm; bugün yazsaydım başka türlü yazardım herhalde. Gerçi blog gibi dinamik bir ortamda bunlar olabilecek şeyler, ama yine de, fazla ileri gittiysek affola. Öte yandan, sayın Yarman'ın yazdıkları, konu hakkındaki fikrimi pek değiştirmedi maalesef.

Bu basın açıklaması olayında bana esas ters gelen şey yöntemle ilgili idi: hakemli bir dergide yayınlanmak üzere daha gönderilmemiş bir deneyin sonuçlarını basın açıklamasıyla, hem de sansasyonel olarak ("Einstein'i çürütmek" gibi sözlerle) duyurmak, kabul edilen bilimsel normların dışında ve "reklam kokan" bir hareket. Bu akran denetimi geleneğinin (peer review), tıpkı demokrasi gibi, eksikleri var (özellikle bunun gibi tartışmalı konularda) ama buna rağmen elimizdeki en iyi yöntem. Basın açıklamalarıyla yeri tutulabilecek bir şey değil. Sayın Yarman'ın yorumunda belirttiği gibi basın açıklamasını tek başına değil, çalışma ortaklarıyla yapmış olması da durumu kurtarmaya yetmez, mesele Yarman'a kişisel olarak güvenmememiz değil, sonuçların ne de anlatılış şeklinin bağımsız bir denetimden geçmemiş olması.

Sayın Yarman bir çok link vermiş yorumlarında, bilimsel makalelerine örnek olarak (gerçi linklerden bazıları çalışmıyor), bunların arasında bahsi geçen deneyin yayınlandığı makale de var. Öncelikle kendisini ve çalışma arkadaşlarını bu yeni yayınlanan makaleleri için tebrik ederim. Ama bunun yayınlanması yöntem ile ilgili dediklerimde bir değişiklik yaratmıyor, zira makale ben yazıyı yazdıktan sonra, Ocak 2009'da dergiye gönderilmiş. Benim dediğim ise (40. baskı), insanların bloglarında hakkında ileri geri konuşacağı basın toplantıları düzenlemeden önce bu sonuçları hakemli dergide yayınlamak gerektiği. Hayır, sonuçlar dünyaya yaklaşan bir göktaşının yörüngesi ya da domuz gribinin DNA sekansı ile ilgili olsa anlardık, ama sanırım bu teorinin o kadar da aciliyeti yok. (Gereksiz bilgi: domuz gribinin sekansı elde edildiği gibi açıklanmasına rağmen, hiç vakit geçirmeden, bir kaç hafta sonra Nature'da da yayınlandı.)

Bir de tabi yapılan araştırmanın gerçekten Einstein'ı çürütüp çürütmediği meselesi var. Çok uzatmadan söylemek gerekirse deney, 1963 yılında yapılmış, genel göreliliğin öngördüğü zaman yavaşlamasını ölçen başka bir deneyi (biraz değiştirerek) tekrarlıyor, ve orijinal sonuçlardan farklı sonuçlara varıyor. Bunun önemi, ilk deneydeki sonuçların genel göreliliğin dayalı olduğu yerçekimiyle ivmeli hareketin birbiriyle eşdeğer olması ilkesinden yapılabilecek öngörüyle örtüşmesi, yeni sonuçların ise örtüşmemesi*. Yeni bulgu genel göreliliğin öngördüğünden daha fazla yavaşlama olduğunu gösteriyor, ki bu üstüne gidilmesi gereken ilginç bir bulgu olabilir. Ancak bu bulgu genel göreliliği çürütüyor demek için çok erken, zira genel görelilik (ve zamanın yavaşlamasıyla ilgili öngörüleri) başka bir çok gözlem tarafından destekleniyor, başka bir çok problem için hesaplamalarda başarılı olarak kullanılıyor**. Bu deneyde sonuçların farklı çıkması ilginç, ama bu deney sonunda "Türk bilimadamı Einstein'i çürüttü" demek, bence en iyi ihtimalle abartma.

Bütün bunlar bir yana, bu makale esas sorunumu tam çözmüyor da. Yazarlar makalenin sonunda sonuçlarının klasik görelilikle çeliştiğini ama Yarman'ın teorisine daha yakın olduğunu söylüyorlar, ama ne teori var ortada, ne de en azından kabaca bir paragrafda o teorinin ne farkı olduğundan bahsedilmiş. Sayfalarca teoriden bahsetmek zorunda değiller elbette, makale bir deney makalesi sonuçta. Ama başa dönersek, basın toplantısının konusu, bir Türk bilimadamının kuramının Einstein'ınkini altetmesi. Şu halde elimizde olan ise, anormal gözüken bir deneysel sonuç, ve tam olarak ne yaptığını bilmediğimiz bir teori -- yalnızca bu deneyleri motive ettiği ifadesiyle Yarman'ın 2005 ve 2007 senelerinde Rusya'da yapılan iki konferansta sunduğu bildirilere atıf yapılmış. Teknik olarak bunlar yayınlanmış sayılabilir, ama bu kadar önemli olduğu söylenen bir teorik gelişmenin, ve Yarman'ın teorisinin neyi öngördüğünün en azından internetten erişilebilir bir dergide yayınlanması iyi olurdu.

Lafı daha fazla uzatmanın gereği yok. Kişisel olarak tartışmalı işlere el atan, anaakım düşüncesine karşı çıkanlara sempatim büyük. Ben de kendi çapımda böyle birşey yapmaya çalışıyorum (hatırlatın da bir ara anlatayım ne yaptığımı). Bilimsel yayın işinde ne kadar haksızlık ve politika, çıkar vs. olduğunu ilk elden defalarca gördüm. Ama bunları bahane edip sansasyonel basın toplantılarına girişmek arabayı atın önüne koymak demek. Hele bizim ülkemiz gibi bilim okur-yazarlığının yerlerde süründüğü, gazetelerde bilim haberciliğinin acınası durumda olduğu yerlerde, en hafif tabirle, büyük sorumsuzluk. Bütün bu basın toplantıları ve fantastik iddialar, en sonunda bilimin toplum nezdinde karikatürleşmesine ve mesleğin itibarının azalmasına yol açacaktır. Benim tepkim de bunadır.


*Merak edenler için ilk deneyi yapan Walter Kündig'in makalesi burada. Deneyin ana fikri, zamanın yavaşlamasını, dönen bir platform üstüne yerleştirilmiş bir gama ışını kaynağının frekansındaki değişimi gözlemleyerek ölçmek. Yeni deneyi yapan, aralarında Yarman'ın da bulunduğu ekip, başka bir makalede aslında bu ilk deneyde de verilerin işlenmesinde bazı hataların yapıldığını ve onun sonuçlarının da genel göreliliği desteklemediğini iddia ediyor.

** Merak ettim, bu ne kadar önemli bir deneydi diye, genel göreliliği destekleyen, bahsi geçen 1963 makalesine SCI'de yalnızca 45 atıf yapılmış. Yani bu makale bu tarz işleri yapanlar arasında az çok bilinen, ama genel göreliliğin en önemli kanıtlarından biri olmaktan çok uzak bir deney.

Başka bir not: Yarman'ın şu anda sitede bulunan yorumlarının altında yaklaşık aynı uzunlukta, İngilizce bir kaç yorumu da vardı. Ancak bu yorumlar hem İngilizce oldukları, hem de bizimle alakası olmayan, başka bir blogdaki eleştirilere yanıt verdikleri için onları sildim. Aynı yorumlar, söz konusu diğer blogda mevcut, ilgilenenlere bakmalarını tavsiye ederim. Ayrıca Tolga Yarman'ın yorumlarından yalnızca birkaç dakika sonra (ne büyük bir tesadüf), bizim için bir ilk daha gerçekleşti; blog sahibi olmanın insan egosu üstündeki etkilerine dair bir mani içeren bir yorum geldi. Anatomik referansları nedeniyle maalesef onu da silmek zorunda kaldık. Kullanıcı adı Oz. olan kişinin alınmayacağını umuyoruz.

Son not: Sayın Yarman'ı "Wikipedia sorumluları" tarafından hazırlanan sayfası için de kutlarız. Büyük düşünür Dr. Stephen Colbert'in bize öğrettiği üzere, Wikipedia'da yazıyorsa, doğru demektir, biz birşey diyemeyiz.