MAKSİMUM ENTROPİ ÜRETİMİ

Bir sistemin entropisini etrafa hızla yaymasını sağlayan bir kanun var mdır?
Böyle bir kanun varsa o ne olabilir?

İlk bakışta öyle bir kanunun evrede düzenli karmaşıklığı sağlaması gerektiği şeklinde bir düşüncenin hiç de yanlış olmaması gerektiği izlenimi alınır. Çünkü evrende düzensizlik varsa, ona karşı gelen bir düzen de olmalıdır. Nedeni de yapılan gözlemlerdir. Evrende hemen her olgu karşıtı ile ortaya çıkmaktadır. Herşey karşıtı ile kaimdir. Ve zaten gözlemlenen evrende düzen de vardır, düzensizlik de. Düzenin düzensizlikten çıkmaktan başka şansı yoktur.

Eğer entropi düzensizliği simgeliyorsa, ona karşı düzeni sağlayan bir kanun olmalıdır.
Bu kanun madde-enerji ilişkilerine bir düzen getirmelidir. Nitekim Schrödinger negentropi kavramını entropiye karşı bir kanun olarak ortaya atmıştır. Evrende düzeni sağlayan yasaların olması gerektiğini savunan başka bilim adamları da vardır.

Evet. Gerçekten böyle bir kanun vardır. Ama o kanun entropiye karşı bir kanun değildir. O entropinin ta kendisi olup, maksimum entropi üretimi kanunudur. Entropi hem düzenden ve hem de düzensizlikten sorumludur. Tabii aslında entropinin düzensizlik olmadığını biliyoruz. Temel olarak entropi, madde-enerji ilişkilerinden açığa çıkan bir yan üründür.

Birinci ve ikinci termodinamik kanunları birlikte şöyle ifade edebiliriz:

Enerji ne yaratılabilir ne de yok edilebilir. Sadece bir şekilden diğer bir şekle dönüştürülebilir. Ancak bu dönüşümlerde randıman yüzde yüz olmayıp, bir kısım enerjinin kullanılabilirliği azalır.

Entropi temel olarak bir kısım enerjinin kullanılabilirliğinin azalmasıdır. Bunu biz düzensizlik olarak kabul etmekteyiz.Aslında bu evrensel bir fenomendir. Bir yerde ortaya çıkan düzenin, etrafında ve bütün evrende düzensizliğin artırması demektir. Başka bir ifade ile, evrende enerjinin kullanılabilirliği giderek azalmaktadır. Enerji-madde tepkileşmeleri sonunda geride her seferinde daha az kullanılabilir bir enerji kalmaktadır. Çoğu kere bunun nedeni ısı şeklinde açığa çıkan enerjinin kullanılabilirliğin az olmasıdır. O halde evrenin bir yerindeki düzenin, diğer yerlerinde ve tümünde düzensizliğe neden olması hiç de mantıksız değildir. Ama yalnız bu kanun canlıların ortaya çıkması için yeterli olamaz. Hatta bu kanun canlıların ortaya çıkmasının önündeki en büyük engeldir diyebiliriz. Bu kanuna karşı bir kanun olmalı ve o kanun evrende düzeni sağlamalıdır.

İşte bu bağlamda maksimum enerji üretimi kanunu devreye girmektedir. Rastgele ortaya çıkan düzensizliklerden maksimum miktarda entropi üretmek zorunluğudur bu kanun. İki veya daha fazla rastgele süreç bir araya geldikleri zaman, o şekilde davranmalıdırlar ki, onlardan oluşan sistem etrafa maksimum miktarda entropi yayabilsin. Kasırgayı buna örnek olarak göstermiştik.

Maksimum derecede entropi kendiliğinden örgütlenme için gereklidir. Bu gereklilik yüzünden evrende enerji-madde ilişkileri bir düzen içinde gelişmekte ve kendiliğinden örgütlenme mümkün olabilmektedir. Kendiliğinden örgütlenmeden entropi sorumludur.

Eğer entropi, kendiliğinden örgütlenme şeklinde bir düzenin yeğlenmesini sağlıyor ve kendiliklerinden örgütlenen sistemler entropiyi etrafa daha etkili bir şekilde yayıyorlarsa, entropi kendiliğinden örgütlenmenin nihai şekli olan canlılığı da yeğliyor demektir.

Doğada canlılıktan daha karmaşık bir sistemin varlığı bilinmemektedir. Kendiliğinden ortaya çıkan bu ilginç düzen, aynı zamanda kendini idame ettirmektedir de. O halde biyolojik sistemlerin de ortaya çıkmasını sağlayan ve cesaretlendiren, onlara önayak olan bazı kanunlar var olmalıdır. Ayrıca o kanunların madde-enerji etkileşmelerinin ürünü olmaları da gerekmektedir. Çünkü evrende, düzenli-düzensiz her yapı, madde-enerji etkileşmesi sonucu ortaya çıkmaktadır. Bunun bilinen bir istisnası yoktur. O kanun maksimum enerji üretimi kanunudur.

Peki bu kanun nasıl oluyor da evrende, en azından bir gezegende, canlılığın ortaya çıkmasını sağlıyor?

Canlılığın temel olarak kimyasal bir süreç olduğunu biliyoruz. Evrim de temel olarak kimyasal bir süreçtir. Atom ve moleküller birleşerek, giderek karmaşıklaşan bir yapı oluşturmaktadırlar.

Bu tepkileşmelerin hepsi, eğer bir düzeni sağlıyorlarsa, etrafa entropi yayacaklardır. Entropi kanunu onlardan entropilerini etrafa maksimum miktarda ve mümkün olduğu kadar kısa bir zaman içinde yaymalarını beklemektedir. Ve bu maksimum miktara ulaşmak için kimyasal tepkileşmelerin bir düzen içinde olmalarının zorunluğu vardır. Çünkü düzenli sistemler entropilerini etrafa daha kolay ve etkili şekilde yayarlar. Sonunda ortaya çıkan canlı varlıklar etrafa maksimum miktarda entropi yaymaya başlayacaklardır.

Entropi kanununa göre bir sistem ne kadar düzenli ise, entropisini etrafa o kadar çabuk ve etkili bir şekilde yaymaktadır. Doğa entropinin etrafa çabuk ve etkili yayılmasını sağlarken, aynı zamanda çok karmaşık olan canlıların da ortaya çıkmasına neden olmaktadır.

Enerjinin daha az kullanılabilir olması paradigması olan entropi ayrıca maksimum düzeyde olmak zorunda da olduğundan, evrende kendiliğinden örgütlenen sistemler vardır. Canlılık bu sistemlerden biridir.

Maksiumun entropi üretimi yasası, evrende canlılığın ortaya çıkmasından sorumludur. Canlılık entropiye rağmen değil, entropiden dolayı ortaya çıkmıştır.