Evreni Yöneten Dört Yasa

Lisans öğrenimim sırasında ders kitaplarından tanıdığım Peter Atkins'in "A Very Short Imtroduction" dizisinde bulunan bu kitabına daha iyi bir ad olamazdı doğrusu. Karmaşık konulara kısa bir giriş niteliğinde genel okuyucu kitlesi göz önünde bulundurularak yazılmış Chemistry: A Very Short Imtroduction ve Physcal Chemistry: A Very Short Inroduction'dan sonra Evreni Yöneten Dört Yasa kitabında da Atkins, fizikokimyanın ana disiplini olan termodinamik yaslarını kısaca anlatmaya girişmiş.

Termodinamik yasaları, Sıfırıncı, Birinci, İkinci ve Üçüncü yasalar olarak adlandırılır. Peki neden "Sıfırıncı"? Sıfırıncı yasa bulunduğunda birinci ve ikinci yasalar çoktan bulunmuştu, ancak Sıfırıncı Yasa daha temel bir olgu olduğu için birinci olması gerekiyordu. Yıllardır kullanılan terminoloji değiştirilemeyeceğinden "Sıfırıncı Yasa" adını almıştır.
Sıfırıncı Yasa, 3 sistemden ikisi birbiriyle termodinamik denge içindeyse, üçüncü sistem de diğer iki sistemle ayrı ayrı termodinamik dengede demektir.
Birinci Yasa, kısaca enerjinin korunumu olarak tanımlanır. Yoktan enerji var edilemez, var olan enerji de yok edilemez. Enerji dönüşür, dönüşürken bir bölümü kaybolur ama yok olmaz. Örneğin bir ampul yaktığınızı düşünün, ampule giden elektrik enerjisinin bir bölümü kabloda ve ampulde ısı enerjisine dönüşerek enerjinin tamamı elektrik olarak aktarılmaz. Herhangi bir iş makinesi yapıyorsunuz diyelim -buz dolabı gibi- birinci ve ikinci yasaya uymak zorundadır.
İkinci Yasa: Entropi, düzensizlik olarak tanımlansa yanlış olmayacaktır. Neredeyse her şey entropiyi artırabilir. Evrende her şey daha düzensiz bir yöne doğru gider ve evrenin entropisi sürekli olarak artar. Sıcaklık ve hacmin artması yani genişleme katı fazdan gaz faza geçerken entropi artar. Sudan örnek vermek gerekirse, sıvı suyun 1 molü 18 gram ve 18 ml'lik hacim kaplar. Su gaz formu olan buhar olduğunda ise yaklaşık olarak 20 litre kadar hacim kaplar. Yani aynı kütledeki buhar suyun hacmi 1000 kat artmıştır. Bu tabii ki buhar suyun bulunduğu ortamın entropisini artırır. Gaz faza geçerken moleküller arası çekim kuvvetleri zayıflar, ki bu yüzden buhar su molekülleri birbirinden uzakta olur ve oldukça düzensiz hareket ederler.
Üçüncü Yasa: "Mutlak Sıfır"a inilemez, yani 0°K (-273°C) sıcaklığına ulaşılamamaktadır. Yapay yollarla yalnızca 4°K'de sıvı helyum elde edilebilmiştir. Bunun üzerine çalışmalar sürmektedir. Ancak şu ana değin mutlak sıfır aşılamamış bir engeldir.
Kısaca anlatmış olduğum bu dört yasa evrenimizi şekillendirmektedir. Bilimin her alanı için çalışmalar bu yasalarla çelişemez, çünkü bunlar evrenin, doğanın yasaları. Eh elbette bilimdeki her şey gibi yanlışlarıabilir bu yasalar.. Tabii aksi yönde tutarlı ve ciddi kanıtlarınız varsa.

Kısa bir giriş kitabı olan bu kitaptan kısaca hangi konular üzerinde ilerlediğine dair naçizane bilgi vermek istedim. Konuların kendisi biraz karmaşık ama olabildiği kadar anlaşılır duruma getirilmeye çalışılmış. Bilime, özellikle kimyaya meraklıysanız bu kitabı önermekten kıvanç duyarım.
Aslında benim için fizikokimya ve termodinamik hakkında konuşmak biraz manidar, çünkü fizikokimya benim püsküllü belamdır. İkisi laboratuvar olmak üzere 7 fizikokimya dersi almıştım ve bitirme tezimi stajımı tamamlamama karşın yıllarca fizikokimya 1 dersini veremediğim için mezun olamıyordum. Mezun olunca da fizikokimya kabusları peşimi bırakmadı. Neyse ki o kara günler geride kaldı. Artık işsiz bir kimyagerim çünkü. :)
Şaka bir yana, üzerinden o kadar yıl geçmesine karşın hocamızın şu sözleri hala kafamda çınlıyor:
Performans... İrdeleyiniz...
İçselleştiriniz...
Herkese keyifli okumalar diliyorum, esenlikler.

Enerji, termodinamik, entropi ve zaman hakkında temel düzeyde bilgiler veren bir kitap. Kavramlar ve bilimsel bilgiler gayet anlaşılır. Uzmanlık alanınız ile ilgili olmasa bile bilim kitaplarına meraklı iseniz anlamakta zorlanmadan okuyabileceğiniz bir kitap.

Elimde tuttuğum edebi bir çalışma olmadığına göre, evrenin işleyişini daha da iyi anlamak inadına düşmüş ben gibiler için yapabileceğim yönlendirici, okumaya teşvik edici tek yorum, "Okuduğunuzu anlayabileceğiniz detayları, kitaba eklemekten geri durmamış Atkins", olur.

Bundan öte yorumu, yazarın kendisine bırakıyorum:

SONUÇ (Sayfa 114-115) :
Enerjinin dönüşümlerini ince­leyen termodinamiğin, çok geniş bir konu olduğunu, günlük dünyanın sıcaklık, ısı ve enerji gibi en çok bilinen kavramla­rının altında yattığını ve onları aydınlattığını gördük. Kütle örneklerin özelliklerinin ölçüleri üzerine düşünmeden çıktı­ğını ama kavramlarının moleküler yorumlarının onları anla­yışımızı zenginleştirdiğini fark ettik.

İlk üç yasa termodinamiğin yapısının dayandığı bir özel­liği tanıtır. Sıfırıncı yasa sıcaklık kavramını anlatmıştır, bi­rinci yasa iç enerjiyi, ikinci yasa da entropiyi. Birinci yasa evrendeki olası değişimleri sınırlamıştır: enerjiyi koruyan değişimleri. İkinci yasa bu olası değişimler arasından ken­diliğinden olanları -yani sürmek için iş yapmamıza gerek kalmadan meydana gelmeye eğilimi olanları- belirlemiştir. Üçüncü yasa da termodinamiğin moleküler ve ampirik for­mülasyonlarını iki nehri birleştirerek eşzamanlı hale getir­miştir.

Değinmeye korktuğum yerler termodinamikle benzer­likler kurduğum veya termodinamikten doğan benzerliklerin bulunduğu alanlar oldu. Bir sürecin meydana geldikçe ürettiği entropi oranına ilişkin yasaların türetilmeye denen­diği, emniyetsiz, dengede olmayan termodinamik dünyasına halen dokunmadım. Mesaj içeriğinin entropinin istatis­tiksel termodinamik tanımıyla yakından ilgili olduğu enfor­masyon teorisi alanındaki sıra dışı ve anlaşılmaz benzeriik­Iere de dokunmadım. Bazılannın derin bir termodinamik an­layışı için merkezi gördüğü diğer özelliklerden de bahsetme­dim. Örneğin, yasalarının bilhassa ikinci yasanın doğada is­tatistiksel olduğu, dolayısıyla moleküller beklenmedik dü­zenlemelere dalgalandıkça kısa kopmalara izin vereceği ger­çeği gibi.

İncelerneyi denediğim ana kavramlardı, etkin biçimde buhar makinesinden çıkan fakat bir düşüncenin gelişip, göz­ler önüne serilmesine uzanan kavramlar. Bu güçlü bir tu­tam yasa bildiğimiz her şeye dokunup aydınlatarak evreni yönetir.

Yılın ilk kitabını büyük bir zevkle okudum. Hemen bitirmenin sebebi 120 sayfa oluşu...
Bu abimiz kimyagermiş üniversitelerde.
Kimya biyoloji benim pek ilgi alanım değil.
Ama buna ragmen beğendim.
Eğer gazlarla formüllere vs inginiz varsa okuyun derim ama yoksa okumayın büyük bir ihtimal sıkılırsınız.
Kitapla kalın dostlar.