Sistemlerin Entropi Bakış Açısıyla Benzerliği (Analojisi)

Mühendislik, Ekonomik ve SosyalSistemlerin Entropi Bakış AçısıylaBenzerliği (Analojisi)Prof. Dr.Ünal ÇAMDALIY.B.Ü.Müh. ve Doğa Bil. Fak.Mak. Müh. Böl.Böl. Başkanı

Fuzuli (1480-1556)Dost bî-pervâ felek bî-rahmdevran bî-sükûnDerd çoh hem-derd yoh düşmenkavî tâli' zebûnTürkçe divanının önsözünde şiirin özünü sevgi, temelini bilim oluştururdemektedir. 'Bilimsiz şiir temelsiz

Edward A. Murphy

Friedrich Nietzsche• Denizleri seviyorsan, dalgalarıda seveceksin,Sevilmek istiyorsan, öncesevmeyi bileceksin,Uçmayı seviyorsan, düşmeyi debileceksin…

Mustafa Kemal Atatürk• ADALET VE MERHAMET DİLENMEKLEMİLLET İŞLERİ, DEVLET İŞLERİ GÖRÜLEMEZ;MİLLET VE DEVLETİN ŞEREF VEBAĞIMSIZLIĞI TEMİN EDİLEMEZ. ADALET VEMERHAMET DİLENMEK GİBİ BİR PRENSİPYOKTUR. TÜRK MİLLETİ, TÜRKİYE’NİNMÜSTAKBEL ÇOCUKLARI, BUNU BİR ANHATIRDAN ÇIKARMAMALIDIR.

Ömer Hayyam• Feleği döndürebilir misin muradınca?Ne çıkar gök yedi kat değil sekiz katsa?Er geç toprağa karışıp gidecek gövdeniHa ovada kurt yemiş, ha mezarda karınca.

Boltzman

Termodinamik• Mühendislikte önemli bir yeresahip olan Termodinamik, birenerji bilimidir.• Yasaları evrenin en temelyasalarındandır yanievrenseldir.• Bu yasalar evrenin düzenininanlaşılması açısından büyükönem ifade ederler.

• Einstein klasik termodinamiğinüzerinde derin bir etkiyapmasının nedenini; bu biliminönerilerinin yalın, ilişkiliolduğu alanların çok genişolmasına bağlaması (Rifkin veHoward, 1992) bu gerçeği ifade etmesiaçısından dikkate değerdir.

• Kaldı ki bazı evrenbilimcilerin evrenin tümdüzenini termodinamiğinmevcut dört yasasınadayandırırılar.• Zira bu yasalar, evrendekimikro kozmostan makrokozmosa kadar bütünsistemleri etkilemektedir.• Evrendeki hiçbir şey buyasaların etkisi dışındakalamaz.

• Bu yasalar bilindiği üzere termodinamiğinsıfırıncı, birinci, ikinci ve üçüncüyasalarıdır.• Bu yasalardan sıfırıncı yasa sıcaklıkölçümünün prensibini ortaya koyar.• Yani, sıcaklık ölçüm sonuçlarınıngerçekliği bu yasaya dayanmaktadır.

Sıcaklık Ölçümü Fourier’in Fiziksel Homojenlik Prensibi

Mutlak Sıcaklık Ölçeğinin EldeEdilişiT 1 sıcaklığındaki enerji kaynağıQ 1TersinirIsı Mak.AW AQ 1Q 2Q 2T 2TersinirIsı Mak.CW CTersinirIsı Mak.BW BQ 3Q 3T 3 sıcaklığındaki enerji kaynağı

• Üçüncü yasa da kimyasalbakımdan homojen olan vemükemmel kristal halindebulunan maddelerin mutlaksıfır yani 0 K sıcaklığınadoğru yaklaştıkçaentropilerinin değerinin sıfırolduğunu başka bir ifade ilebu sıcaklıkta söz konusumaddelerde düzensizliğinmevcut olmadığını ifadeetmektedir.

• Diğer iki yasa dayanitermodinamiğinbirinci ve ikinciyasaları enerji ileilgili yasalardır.

• Bu yasalardan özellikle enerjinin korumuve entropi yasası olarak da bilinen,termodinamiğin birinci ve ikinciyasaları; evrenin işleyiş mekanizmasınınanlaşılması açısından oldukça dikkatedeğerdir.• Bunlar aynı zamanda enerjidönüşümlerinin prensiplerini de ifadeederler.

evren= 0• Enerjinin Korunumu Yasası tıpkımaddenin korunumu yasası gibi pek çokkimse tarafından bilinen bir yasadır.• Bu yasaya göre enerji yoktan var, varsa dayok edilemez.• Sadece form değiştir.

• Örneğin termiksantrallerde kömür,doğal gaz ve benzerifosil yakıtlarınkimyasalenerjisinden, elektrikenerjisi üretilir.• Burada daha öncekimyasal formdabulunan enerji, formdeğiştirerek elektrikenerjisinedönüştürülmüştür.

evren= 0• Bu dönüşüm yani değişim sonucundatoplam enerji miktarı değişmemiştir.

Entropi YasasıΔ S Evren > 0• Clausius başta, enerjinin korunumu yasası gibientropinin korunumu yasasını bulacağınıumuyordu;• sonuçta evrenin, entropinin korunmaması yasasıile yönetildiğini gördü.

• Ancak entropiyasasına göre ise budeğişim sonucundatersinmezliklere bağlıolarak bir miktar yoktandüzensizlik, kaosveya termodinamiktekiismi ile entropiüretilmiştir.

• Bu ise enerjininkalite değeriniazaltarakdeğiştirmiştir.• Yani enerjinin toplammiktarı sabit kalsa dakalitesi sabitkalamamıştır.

• Bu dönüşüm sonucunda da enerjinin bir kısmıfaydalı formundan faydasız forma yaniekserjiden anerjiye dönüşmüştür.• Bir başka ifade ile enerji dönüşüm oranı %100olsa da; ekserji dönüşüm oranı %100olamamıştır.

• Termodinamikçiler budurumu ekserjininyıkımı olaraktanımlarlar ki butanımtermodinamiğin ikinciyasasının bir başkaifadesidir.

• Çevresi ile birliktedeğerlendirildiğindeevrendeki tümsüreçler entropiüretimi ilesonuçlanırlar.• Bu da madde veenerjiyi hasarauğratarak kalitesiniazaltır.

• Fakat yaşamınsürdürülebilir olmasıiçin bu süreçlereihtiyaç vardır.• Yaşam bu süreçlerüzerinden sürdürülür.• Yaşamın kendisiadeta entropiüretmektedirdenilebilir.

• Yaşam bu anlamdasürekli olarak evreninentropisininartmasına neden olsada bu durumkaçınılmazdır.• Evrende entropininazalması ilesonuçlanacak birsürecin gerçekleşmesimümkün değildir.

• Kısaca evrendekiher süreç entropidiğer bir tanımladüzensizlik veyakaosüretmektedir.• Bu da niteliğiazaltan birdeğişime nedenolmaktadır.

Romalı Horace• Zamandünyanındeğerinidüşürür

Edvard Munch (Çığlık-Skrik)

Arthur S. Eddington• Entropi yasasının, tüm doğa yasalarıiçinde en önemli yere sahiptir.• Evren hakkındaki bir teorinin,Maxwell’in formülleriyle, hatta dahaönceden yapılmış bazı deneylerleuyumsuz olsa bile doğru olmaşansının bulunabileceğini;• ama entropi yasası ile çelişiyorsahiçbir şansının olmadığını söyler.

Ginsberg'in Teoremi• (1) kazanamazsınız,• (2) berabere kalamazsınız,• (3) oyundan çıkamazsınız.

İktisadın TermodinamikSınırları• İktisadın hiç bir kanunu, cansızlardünyasının madde ve enerji ilişkilerinitanımlayan termodinomik yasalarıylaçelişemez.• Sıfırıncı Kanun: Sıcak suyla, soğuk sukarıştılırsa, ortaya ılık su çıkar. Ilık suyunsıcaklığı, sıcak sudan düşük, soğuk sudanyüksek olur. Birbiriyle temas eden sistemler,sıcaklık bakımından denkleşir.• Zenginle arkadaşlık eden fakirin,durumu düzelir.

• 1. Kanun: Hiç bir enerji, yoktan var edilemez;varsa yok edilemez. Enerji, cins değiştirir.• Her gider, birisinin geliridir.• 2. Kanun: Hiç bir enerji, kayba uğramadan cinsdeğiştiremez.• Hiç kaynak ziyan etmeden iş yapılamaz.• 3. Kanun: Mutlak enerjisiz bir ortam elde etmekmümkün değildir. En soğuk ortamda bile birsıcaklık vardır. Sıcaklıkta ‘mutlak sıfır’ noktasıancak hesaben bulunabilir.• En fakir ortamda bile bir zenginlikmevcuttur. Pratikte ‘mutlak yoksulluk’yoktur.

Zararın Termodinamiği• Entropi, enerjinin haldeğiştirmesi için, birkısmının mutlaka ‘‘yok’’olması (veya sonsuzdadepolanması) gerektiğinisöyler.• İşletme ekonomisinin esasıbudur. Yani, dönüşümsırasında entropiye giden‘‘para’’ (enerji) miktarınıminimize etmektir.

Termodinamik Analiz• Bu yasalar kullanılarakmühendislik hattaekonomik vesosyoekonomik sistemlerinenerji ve ekserjianalizlerinigerçekleştirmekmümkündür.

• Özellikle termodinamiğin ikinci yasası esasalınarak yapılan ekserji analizlerinde sistem veçevresi birlikte göz önüne alınır.• Sistem bu anlamda çevresinden bağımsızolamaz.

• Klasik termodinamik bakışaçısıyla yapılananalizlerde, çevre hep sabitkabul edilerek sistemdeğişimleri incelenir.• Ancak ender de olsaçevredeki değişimlerinsistem üzerindeki etkisininanalizini yapmak dagerekebilir.

• Örneğin sadece çevrenin değişiminin,sabit sistem üzerindeki etkisininbelirlenmesi şeklinde ki bir analizinsonucu; pek çok kimse için şaşırtıcıgelebilecektir.

• Bu sonuca göre;sistemin ekserji değeriçevrenin değişiminebağlı olarak değişmiştir.• Yani sistem kendiiçerisinde sabit kaldığıhalde, çevreye göresabit kalamayarakdeğişeme uğramıştır.

• Bu değişim sonucundada tersinmezliklerebağlı olarak entropiüretilmiştir.• Dolayısıyla sonuçolarak çevre bunoktada sistem içinönemli bir etken vereferanstır.• Bu sistem açısındankaçınılmaz birdurumdur.

• Gerçek dünyada bütün sistemler hepdeğişken bir çevre içerisinde yer alırlar.• Bundan da öte, gerçekte ne sistem ne deçevresi hiçbir zaman sabit kalamaz.

• Dolayısıyla çevre de sistem de hep değişir.• Yani her ikisi de her an değişimhalindedir.• Örneğin sabah çevrenin sıcaklığı, basıncı,nemi vb değerleri ile akşam ki farklıdır.• Kaldı ki bu değişim her an gerçekleşir.

• Çevrede hiçbir fiziksel değer değişmesebile zaman değişmiştir. Artık akşamkiçevre sabahki çevre değildir.

• Sabah evinden işine giden bir kişinin her günbindiği taksi veya dolmuş şoförüne: Bu günbenim işyerim nerede? Diye saçma gibigörünen bir sorusu, modern fizik açısından daçok anlamlıdır.• Zamanın değişimi çevreyi en azından uzaydakikonumu itibari ile değiştirmiştir.

• Dilimizdeki her şeydeğişir deyimi bu gerçeğiyansıtması açsısındanoldukça manidardır.• Sabitlik ancak teoride yanidüşüncededir,sonsuzluktadır...

• Bunlar hep bilinen ama üzerinde çok azdüşünülen fiziksel dünyanıntermodinamiksel bakış açısına dayalıgerçekleridir.• Çok sıradanmış gibi gelir çoğumuza.

• Zaten pek çok bilinen ve birçokkimseye sıradanmış gibi görünenfiziksel gerçeklerin çoğunun durumuda böyledir.• Ancak bu tür fiziksel gerçekler,içlerinde çok derin anlamlar dabarındırırlar.

Tıpkı şelalelerin kendiliğinden hepyüksekten aşağıya doğru akmasıgibi…

Kendiliğinden aşağıdan yukarıyaakamaması gibi…

• Sosyal dünyanın gerçekleri bu noktadafiziksel dünyadan pek farklı değildir.• Termodinamiğin yasaları fiziksel dünyadaolduğu gibi sosyal dünyada da etkilidir.• Zira sosyal sistemler de termodinamikyasalardan etkilenmektedirler.

• Rifkin ve Howard’ın ifadesi iletermodinamik yasalar fizikseldünyayı yönetirken sosyal dünyayıda etkilemektedir.• Bu durum sosyal bilimcilertarafından Baily’in SosyalEntropi Teorisi ile açıklanmayaçalışılmıştır (Mitar, 2010).

• Ancak sosyal dünyadaki her birey veyatoplumun tek başına tıpkı fiziksel sistemler gibibir sistem olduğu, bir başka birey ya da toplumiçin de fiziksel çevre gibi çevre olabileceğisöylenebilir.

• Bu oluşumlarda sevgiye-ekonomikbeklentilere dayalı duygu boyutunun çokönemli bir yeri olduğu da bir gerçektir.• Ne var ki termodinamik yasalara göre her ikidünyada da değişim kaçınılmazdır.

• Ancak sosyal dünyadaki çevre değişimlerininsistem üzerindeki yani birey veya toplumüzerindeki etkisinin sonucu, fizikselsistemlerdeki değişim sonucu üretilen entropiyekarşılık gelen elem ve hüzündür.• Zaten entropinin sosyal dünyadaki anlamıkarmaşa üretimi olarak ifade edilmektedir(Mavrofides vd, 2011)

• Bu da fiziksel sistemlerde olduğu gibi sosyalsistemlerin duygu dünyalarında tersinmezdönüşümler yani kalıcı izler bırakabileceklerdir.• Bu bağlamda yukarıda da ifade edildiği gibisosyal sistemlerin mühendislik sistemlerindenpek farkı yoktur.

• Burada da değişimler,dönüşümler sonucunda tıpkıfiziksel sistemlerde üretilenentropiye benzer hatta onun buyaşamdaki karşılığı olabilecekolan acı, keder ve hüzün gibiduygular üretilecektir.

• Yani mühendislik sistemlerindeki süreçlerinmeydana getirdiği değişim sonucunda entropigibi yeni bir olgu, bir boyut ortaya çıkarken bunakarşılık sosyal sistemlerde ise sistem veçevresinin değişimi sonucunda entropinin busistemdeki karşılığı olan acı, keder ve hüzüngibi üçüncü bir duygusal boyut ortayaçıkmaktadır.

• Bu benzerlik şaşırtıcıdır.Dolayısıyla sosyalsistemlerde ayrıca duyguboyutunun da analizigerekmektedir.• Burada duygu da entropikadar karmaşık bir yapıiçermektedir.

• Literatürde sınırlıda olsa bu ve benzer konulardaçalışmalar mevcut olmakla• birlikte (Lee v.d., 2008: 45-54; Belavkin, 2004;Nizami, 2009: 1853-1858;• Maniatis, 2008: 40-44), bunların sayılarınınhenüz yeterli olmadığı düşünülmektedir.

• Lee, Woo-Seok, Yong-Wan Roh, Dong-Ju Kim, Jung-Hyun Kim,Kwang-Seok Hong (2008) Speech Emotion Recognition UsingSpectral Entropy, Intelligent Robotics And Applications,Proceedings Book Series: Lecture Notes in Artificial IntelligencePart II, 531: 45-54.• Belavkin, Roman V. (2004), “On Relation between Emotionand Entropy”,http://www.eis.mdx.ac.uk/staffpages/rvb/publications/rvbaisb04.pdf.• Maniatis, Georges, Eustathios Reppas and Vassilis Gekas (2008),“In-depth Analogies among Entropy, Information andSensation. The concept of Time in Thermodynamics”, NewAspects Of Engineering Mechanics, Structures, EngineeringGeology, Book Series: Mathematics and Computers in Science andEngineering, 40-44.

• Kaldı ki duygu boyutunun termodinamikselanalizi konusunda tıp ve sosyal bilimlerdengelen bilgi birikimlerine de oldukça ihtiyaçolduğu bir gerçektir.• Ancak şurası da bir gerçek ki değişim burada daher boyutta gerçekleşecektir.

• Bu bağlamda gelecekte bütün sistemler veonların çevreleri yani her şey, fiziksel, biyolojikve sosyal dünya yani tüm evren değişecektir.• Çünkü bu değişim evrenin değişmez yasasıdır.Yani değişmeyen sadece bu yasaolacaktır.• Bu yasa entropi yasasının bir başka ifadesindenbaşka bir şey değildir.

• Kimi fizikçiler için bu, evrenin enkorkunç ve an acımasız yasasıdır.• Zira bu yasaya göre, ünlütermodinamikçi Clausius’un ifadeettiği gibi, evrendeki ölen şeylerdoğan şeylerden daha fazla olacakve ölüm her zaman yaşama galipgelecektir.• Bu durum her yaşamın bir sonuolduğunu ortaya koymasıaçısından da anlamlıdır.• Ne var ki bu acı gerçek evrenin veiçerisindekilerin kaderidir...

• Dolayısıyla sosyal yaşamda da evrensel yasalarile uyumlu olan eylemler, bireylerin ve bununsonucunda da toplumların yaşam süreçlerindeen azından daha sağlıklı, daha mutlu ve dahahuzurlu bir yaşam sürmeleri açısından önemifade etmektedir.• Bu uyum daha alt yasalar için bile geçerlidir.

• Aksi takdirde, her şey sabitkalacakmış gibi evrenselyasaya aykırı olarak yapılankabullere dayalı verilen gerekbireysel gerekse de toplumsalkararlar ve bununsoncunda oluşturulan sosyalyapılar belli bir süre sonratermodinamiğin entropiyasasına göre bireylere veyatoplumlara yüksek entropiliyani daha mutsuz ve dahahüzünlü bir yaşam olarakyansıyacaktır.

• Sonuç olarak evrendekitüm düzenlertermodinamik yasalardanetkilenerek bir değişimsürecindengeçmektedirler.• Bunun sonucunda daentropi üretimikaçınılmazdır.

• Entropi üretiminidurdurmak mümkündeğildir ancak azaltmakmümkündür.• Bu anlamda sosyal yaşamda dadeğişim vb termodinamikyasalar ile diğer evrenselyasaları dikkate alarakgeliştirilen yaşam tarzları,yaşamın evrene uyumuaçısından oldukça büyük önemifade etmektedir.

• Bu uyum gerek bireylergerekse de toplumlaraçsısından onların lehinebir durumdur.• Zira bu süreçte yaşamınevrensel yasalara uyumuarttıkça; entropi artışıdurdurulamazsa da sözkonusu artış en az olarakgerçekleşecektir.

• Aksi takdirde uyumsuzluk,entropinin çok daha fazlaartması demektir ki bu dabireylerin veyatoplumların duygudünyalarında tıpkı entropigibi üretilerek hayalkırıklığı, elem vehüzün olarak ortayaçıkacaktır.

• Bu ise istenen bir şeydeğildir.• İstenen şey elemdenkaçıp hazzakoşmaktır.

Fizik Yasaları Dikkate AlmamanınBelki de Bir Sonucu

• Türk Futbolunda kaos, evrendeki düzensizliğebenzemektedir.• Futbolumuzda Entropi Hastalağı var.Teknik Direktör

Bir Sonuç• Bireyleri ve sosyal yaşamı gözlemleyip analiz ederekburadan hayata dair bazı sonuçlar elde eden ünlü FransızNobel Tıp Ödüllü hekim Dr. Alexis Carrel’in, Man, TheUnknown (İnsan Denen Meçhul) kitabında, evrenselyasalara karşı hareket etmeye çalışmanın ve onlarıdikkate almamanın bir kabahat olduğunu belirtmesi,ortaya konmaya çalışılan gerçeğin diğer bir ifadesidir.

Bir Ümit• Bu çalışmanın, evrensel yasalara aykırı olarakgeliştirilen yaşam ve ümit anlayışlarınınyerine, evrensel yasalara uyumlu olarakgeliştirilen yaşam ve ümit anlayışlarının egemenolması ile ilgili çabalara, küçük de olsa bir katkıyapması, yazarın bu konudaki ümidiningerçekleşmesi noktasında büyük bir anlam ifadeedecektir.

Ankara Üniversitesi SBF Dergisi • 67-2

Kaynaklar• Ashall, F., Olağanüstü Buluşlar, Tübitak Popüler Bilim Kitapları, 2006.• Büyüktür, A.R., Termodinamik Cilt 1, Uludağ Üniversitesi Basımevi, 1986.• Cansen, E., İktisadın Termodinamik Sınırları, Hürriyet Gazetesi 25.06.2005 Tarihli köşe yazısı,http://webarsiv.hurriyet.com.tr/2005/06/25/663404.asp.• Carrel, A., İnsan Denen Meçhul ((Man, The Unknown)), Hayat Yayınları, 1999.• Çamdalı, Ü. and Tunç, M., Energy and Exergy Efficiencies for Society, Journal of the Energyinstitute, 81(2), 118-122, 2008.• Çengel, A.Y. ve Boles, A.M., Mühendislik Yaklaşımıyla Termodinamik, Literatür Yayıncılık,2. Basım, 1996.• Göğüş, Y., Çamdalı, Ü. ve Kavsaoğlu, M.Ş., Exergy Balance of A General System withVariation of Environmental Conditions and Some Applications, Energy, 27, 625-646, 2002.• Greene, B., Evrenin Dokusu, Tübitak Popüler Bilim Kitapları, 2005.• Guillen, M., Dünyayı Değiştiren Beş Denklem, Tübitak Popüler Bilim Kitapları, 2001.• Lenihan, J., Bilim İş Başında, Tübitak Popüler Bilim Kitapları, 2000.• Mavrofides, T., Kameas, A., Papageorgiu, D. ve Los, A., On the Entropy of SocialSystems: A Revision of the Concepts of Entropy and Energy in the Social Centext, SystemsResearch and Behavioral Science, 28, 353-368, 2011.• Mitar, M., Baily’s Social Entropy Theory as an Explicit Theoretical Approach for an EmpiricalAssessment of Security of Contemporary Societies, Qual Quant, 44, 941-955, 2010.• Rifkin, J. ve Howard, T., Entropi Dünyaya Yeni Bir Akış, Ağaç Yayıncılık, 1992.