Entropi

Alman bilim adamı, fizikçi Rudolf Claussius, enerjinin kirli ve kullanılamayan biçimine “entropi” ismini verirken; felsefeden tutun da, tarihe, ekonomiye, sosyolojiye, hatta seksolojiye, kozmolojiye, spiritüalizme, nükleer füzyondan hemen her şeye katkı ve etki yaratacak, düşünmenin şeklini değiştirecek bir yenilik yaptığının farkında mıydı, bilemiyoruz.

Biraz sonra konuşmaya başlayacağımız “entropi” konusunda herkesin en azından küçük fikir şeklinde de olsa bir şeyler bilmesi ve düşünmesinde fayda vardır.

Entropi ile benim tanışmam, üniversite yıllarına; mesleki öğrenimime dayanıyor. Bu anlamda kendimi şanslı sayıyorum; çünkü bir makina mühendisi ve ayrıca onun ısı branşı üzerinde yetkinleşmiş, uzmanlaşmış biri olarak “entropi” ile sürekli ilişki halindeyim.

Termodinamik bilimi, bize eşsiz üç adet yasa armağan etmiştir. Yasa kavramının altını çizmek istiyorum. Bilim aslında teorilerle hareket eder. Bu da yanlışlığı kanıtlanmamış; ama doğruluğuna da yüzde yüz güvenemeyeceğimiz, kabullerdir. Oysa termodinamik “yasa” koymuştur.

Termodinamiğin Sıfırıncı Yasası şöyle temel bir bilgi verir; evrende “enerji” (ve madde) sabittir, yaratılamadığı gibi yok edilemez.

Kimyada bütün problemler; reaksiyona giren maddelerin toplam kütlelerinin reaksiyondan çıkan maddelerin kütlelerine eşit olduğu ilkesinden yola çıkılarak çözülebilir.

Bu yasa bizi ister istemez kapalı bir evren modeliyle başbaşa bırakır. Kainatımızın maddi varoluşunun bir sınırı ve içindekilerinin değişmez bir toplamı vardır. “Ölçemediğimiz” bu hacmin içinde enerji/madde, sürekli birbiri ile tepkimeye girer, içeriğin niteliği (göreceli olarak) değişse de eninde sonunda nicelik toplamda başlangıçtaki “Bir”e eşit olur.

Termodinamiğin Birinci Yasası ise, ısı biliminin en genel formüllerinin üretilmesine yardımcı olmuştur. Isı (enerji), sıcaktan, soğuğa hareket eder. Bunu pratik olarak test etmenin yolu, kışın pencerenizi açtığınızda, ısının dışarı doğru kaçışını gözlemlemektir. Siz içerideyken, ısının terk ettiği hacimde hissettiğiniz üşüme duygusu nedeniyle, sanki içeri soğuk giriyormuş gibi gözlemlersiniz; ama gerçekte ısı dışarı akıyordur; eğer bir fırsatınız olur da pencerenin dışında durabilirseniz, yüzünüze çarpan sıcaklığı hissedebilirsiniz.

Bu yasa “potansiyel olarak yüklü olanın, yüksüze doğru hareket edeceğini” işaret eder. Hiç bir madde kusursuz bir izolasyon görevi yapamayacağı için enerji bir şekilde kaçacaktır, hareket edecektir. Enerjinin bir türünü sonsuza kadar hapsetmeniz, korumanız mümkün değildir. Bu nedenle kışın gün içinde sekiz saat kalorifer kazanınız evinizi ısıtmak için çalışır. Ekonomi yapma adına siz evinizi çeşitli izolasyon yöntemleriyle bohçalasanız da bilirsiniz ki, kazanınız çalışmalıdır.

Evren “dengeyi” çok sever. Bu nedenle de iki farklı enerji seviyesi, birbirine denk hale gelinceye kadar hareketini sürdürür.

Ve, Termodinamiğin “entropiyi anlatan” meşhur İkinci Yasası.

İnsan zekası maddeyi ve enerjiyi belli bir disiplin altına almış, onu kullanır olmuştur. Kullanmak da zorundadır yoksa modern yaşam dediğimiz şey hiç bir zaman olmazdı.

Sanayi Devrimi dediğimiz şey; buhar motorunun (enerjisinin) keşfiyle başlar; motor sonsuz bir çevrimdir. Kömürün, yeraltındaki madenlerden; çoluk çocuk demeden günde 18 saat çalıştırılarak yeryüzüne çıkarılması, aslında döngünün “demir çağı” diyebileceğimiz sürecinin en dramatik sahnelerinden bir tanesidir. Bugünün postmodern dünyasının hangi temeller üzerinde duruyor olduğunu hiç unutmamak da gerekiyor. “Taylor” denilen adam, modern iş planlaması ve organizasyonunu geliştiren ilk kişidir. En büyük buluşlarının arasında da “kömür küreği” gelir. Taylor çok iyi bir gözlemcidir. On iki - on üç yaşındaki çocukların vagonlara attığı kömür dolu kürekleri izler uzunca bir süre. Sonra, kömürün vagonlara atılmasına yardımcı olan küreğin taşıma alanının biraz daha genişletilebileceği, bunun çalışma verimliliğini arttırarak, zaman kazandıracağının bir metot çalışması yapar. Sonuç, mucizevidir. Taylor’un modern endüstri hayatının başlangıcı için yaptığı buluşlar sayısızdır. Yeri değil, sadece özet geçiyorum.

Kömürü bir kazanda yakarak ortaya çıkarılan enerjisinin suya verilmesi, onun buhara dönüşmesi ve buharın da hareket enerjisine çevrilmesiyle, “iman gücünden kurtulan” iş yapabilme gücündeki olağanüstü artış sonunda sanayi devrimi başlar.

İlk zamanlarda, kömürün daha verimli yakılması gibi bir endişe yoktu. Ama zaman içinde verimlilik ve elbette maliyet hesapları öylesine arttı ki, en küçük kayba bile tahammül edilemez hale gelindi.

Şöyle pratikleştirelim. On beş yıl önceye kadar, İstanbul’da, ısıtma kazanlarımız kömürle çalışıyordu. Kömür kazanlarının verimi en fazla %60’tır. O da zaman içinde düşer. Kazanın eskimesi, cidarlarda oluşan kurum tabakası; bacanın kötülüğü; bir de buna kömür kalitesizliği eklendiğinde verimliliğin zamanla % 35-40’lara kadar inmesi kaçınılmaz olur. Bu ne demektir? Siz 1.000 YTL’lik kömür alıyorsunuzdur, ama efektif olarak, yıl sonunda en fazla 400 YTL’lik bir ısı kazancı elde edebiliyorsunuzdur. Bunun yanı sıra, çevreye verdiğiniz zararlar, ürettiğiniz kül, duman da katma değer olarak size geri geliyordur.

Böylesi bir hesabı sanayi içinde yaptığınızı düşünün. Bir pazara arz etmek üzere ürün hazırlıyorsunuz ve rekabet ediyorsunuz, bütün girdilerinizi düşürmek hayati önem taşıyor. Bu nedenle de teknolojinin gelişmesine her fırsatta ön ayak olmanız gerekir. Daha verimli kazanlar üretmeli, daha zararsız yakıtlar bulmalı, hatta başka enerji üretme biçimlerini aramalısınızdır. Bu hiç bitmeyen global bir savaştır.

Türkiye sanayicisi hâlâ kullandığı enerji için, Avrupalı benzerlerinin çok üzerinde bedeller ödemektedir. Bu elbette pazardaki rekabet gücünü düşüren etkendir. Bizim gibi ülkeler, girdi maliyetlerindeki yükseklik ve teknolojik geriliklerini, işgücünün ücretini düşürerek dengelemeye çalışmaktadır. Bu da kaliteye yansımaktadır.

Enerji kaynağından maksimum fayda sağlama düşüncesi, sonuçta endüstriyel bir ihtiyaçtan doğmuştur. Bu da bize yeni bir yasa getirmiştir.

Enerjinin üretim ve dönüşüm süreçleri sırasında ne yaparsanız yapın, en mükemmel şartları sağlamaya çalışırsanız çalışın, sonuçta bir kısmı, sizin tarafınızdan hiç bir şekilde kullanılamadan, boşluğa doğru yayılır; kaybolmaz! Bu sizin kontrolüze girmeyen, aslında hiç bir disiplin altına toplanamayan bir enerjidir. Aslında, eninde sonunda bütün enerji türlerinin uğrayacağı bir sondur. Evinizi ısıtmak için yakmış olduğunuz kazanda ürettiğiniz ısı, radyatörleriniz aracılığıyla odanıza yayılırken, bir şeyler kaybetmiştir. Ama süreç devam eder ve odanızın içinde de kayboluş sürer. Attığınız her adımda bedeniniz, ürettiği enerjiyi, harekete çevirir, sonra da o evrenin içinde kaybolur gider. Sesiniz, konuşmalarınız, bir enerjidir, boşlukta konsantre hali çözünür, yiter.

Teknoloji, ya da insani boyutuyla; akıl, geliştikçe, ona bağlı olarak maddeden/enerjiden maksimum fayda sağlamanın yolları da artmıştır. Bir birim enerjinin daha verimli bir şekilde kullanıldığı günümüz dünyasına eklenen bir diğer sorun, enerji her ne kadar daha verimli kullanılıyor olursa olsun, kullanım alanları ve şekli artmıştır. Küresel Isınma dediğimiz şey de, teknolojik gelişmenin sonucu endüstriyel bir “üründür.”

Bugün evlerimizde kullandığımız yakıt doğalgazdır; kazanlarımız daha yeni ve akıllıdır. Kullanma verimi olarak %90 gibi çok ciddi bir büyüklük vardır. Yanan yakıt, bacadan subuharına dönüşerek çıkmakta, atmosfere insan sağlığı açısından çok fazla zarar vermeyecek bir şekilde yayılmaktadır. Bununla birlikte; kentleşme artmakta, şehir büyümekte, birim alanda tüketilen yakıt artmaktadır.

Ve biz ne yaparsak yapalım, ilk ateşlemede %10’luk bir kayıpla karşı karşıyayız; bunu çeşitli yöntemlerle %4’lere kadar düşürmek mümkün olsa bile, doğalgazdan elde ettiğimiz ısı enerjisinin %100’ü bir süre sonra atmosfere düzensiz bir şekilde yayılacak, evrenin herhangi bir yerinde serseri dolaşımını devam ettirecektir.

Bundan kaçış yoktur.

Evrende sürekli bir düzensizlik, kontrol altına alınamayan enerjinin yeni bir biçimi doğmaya, birikmeye başlar.

Rudolf Claussius buna “entropi” ismini vermiştir.

Termodinamiğin İkinci Yasası da işte bunu işaret eder. Niceliği sabit olan enerji/madde, bir başka biçime dönüşürken, dönüştürülürken, yüzde yüz bir dönüşüm gerçekleşmez; ortada hiç bir zaman kullanılamayacak bir enerji biçimi, düzensizlik, kaos; entropi ortaya çıkar ve bu devamlı artar. Ya da formülü şöyle kurabiliriz; “kullanılabilir enerji miktarındaki kayba, entropi” diyebiliriz.

Sanayi Devrimi süreci içinde ortaya çıkan; ama onu aşan bir “yasadır” entropi. Aynı zamanda mistik bir tarafı da vardır. Çünkü; evrenin bir kaos ile; mahşer günü ile karşı karşıya olduğunu formüle etmiştir. O güne kadar kutsal kitaplarda yazan şeyi bilim adamları fiziki formüllerle ortaya koymuştur.

Düzen, düzensizliğe doğru akış sürecini devam ettirmekte, ibre şu an için düzenden yana gözükmektedir; ama hareket devam ettikçe, karmaşa artacak, sonunda hiç kimsenin bilemeyeceği bir kaos her şeye hakim olacaktır.

Peki kaos sonsuza kadar sürecek midir?

Uzay Gökerman