İÜ Fen Fakültesi Fizik Bölümü Öğretim Üyesi Doç. Dr. G. Çiğdem Yalçın, iki ay önce Singapur’da gerçekleştirilen “Network of Asian Complexity Scientists” toplantısına Türkiye’yi temsilen katıldı.

Doç. Dr. Yalçın, katıldığı Karmaşıklık Bilimi Asya Ağı’ndaki rolü ve karmaşık sistemlerin istatistik fiziği ve disiplinler arası uygulamaları üzerine açıklamalarda bulundu. 

Doç. Dr. Yalçın karmaşıklık bilimini açıklarken, “Karmaşıklık kelimesi günlük hayatta birbirine bağlı birçok parçadan oluşan nesne ya da olayları ifade eden sıradan bir tanımken, günümüzde birçok dalı olan bilimsel bir alanı belirtmektedir. Karmaşıklık bilimi ise karmaşık sistemleri anlamak için ortaya çıkmıştır. Evrenin oluşumundan gündelik işleyişteki olaylara kadar konuşabilen bu geniş çaplı bilim, bazı bilim insanları tarafından ‘yeni fizik’ olarak adlandırılırken bazı bilim insanları ise ‘postmodern bilim’ demeyi tercih ediyor. Bunların yanı sıra kesin olan bir şey varsa o da, bu bilimin ‘geleceğin bilimi’ olduğudur” ifadelerini kullandı.

“Karmaşık Sistemleri Etkileyen Çok Fazla Parametre Vardır”

Karmaşık sistemleri, “çok sayıda elemandan oluşan, bu elemanlar arasındaki ilişki kaotik olan, modellenmesi oldukça zor davranışlı ve öngörüsü sınırlı sistemler” olarak tanımlayan Doç. Dr. Yalçın, “Karmaşık sistemler ile doğada ya da insan yapımı organizasyonlarda çokça karşılaşırız. İlk akla gelen örnekler olarak, zaman içinde değişen iklim davranışları, fay hatlarının deprem üretme davranışları, fizyolojik sistemlerin davranışları doğal sistemlere örnek iken trafik ise insan yapımı bir organizasyon ve karmaşık bir sistem olarak karşımıza çıkar. Sözgelimi hava tahminlerine baktığımızda, sürelerinin oldukça sınırlı olduğunu görürüz. Bunun sebebi hava durumunu etkileyen çok fazla parametre olmasıdır. Bu da karmaşık sistemlerde gerçekleşecek olayların öngörülebilirliğinin sınırlı olmasının en temel sebebidir” şeklinde konuştu. 

“Çin’de Bir Kelebek Kanat Çırparsa Florida’da Bir Kasırgaya Sebep Olur”

Karmaşık sistemleri doğrusal sistemlerden ayıran en belirgin davranışın başlangıç koşullarına hassas bağımlılık olduğuna dikkat çeken Doç. Dr. Yalçın, bu davranışın “Kelebek Etkisi” olarak adlandırıldığını söyledi ve karmaşık sistemlerin başlangıç koşullarına hassas bağımlı oluşunu şu sözlerle açıkladı: “Halk arasında da popüler olarak bilinen bir terim olan Kelebek etkisi, “Çin’de bir kelebek kanat çırparsa Florida’da bir kasırgaya sebep olur” ifadesidir. Burada büyük bir doğa olayına sebep olan bir kelebeğin kanat çırpması sonucu ortaya çıkan küçük miktardaki ısı değişimi ile anlatılmak istenen, karmaşık sistemlerde başlangıç koşullarındaki bunun gibi çok küçük değişimlerin bile karmaşık sistemlerin davranışlarında çok büyük farklar ortaya çıkartabileceğidir. Doğrusal sistemler ile doğrusal olmayan sistemler arasındaki en büyük fark budur. Doğrusal sistemlere basit bir örnek olarak, örneğin bir bardak çayın sıcaklığını yaklaşık olarak ölçüp ona etki eden dış etkenleri ihmal edersek Newton Soğuma Prensibi’ni kullanarak zaman içindeki sıcaklık davranışlarını yaklaşık olarak hesaplamamız mümkün olur. Bu hesaplamadaki başlangıç değerlerimizin yaklaşık olarak alınması, ancak sonuçtaki değerin yine aynı yaklaşıklıkla hesaplanması demek olur ki, bu doğrusal sistemlerin özelliğidir. Yani doğrusal sistemler için başlangıçta aldığımız yaklaşık değerler sonuçta beklenmeyen çok büyük farklar yaratmaz.”

“Prof. Dr. Murray Gell-Mann ile Yaptığımız Çalışma Amerika Bilim Akademisi Dergisi PNAS’de Yayınlandı”

Doç. Dr. Yalçın açıklamalarını şu sözlerle sürdürdü: “Her şeyi doğrusal sistem olarak görmemiz mümkün değil. Karmaşık sistemler duyarlı sistemlerdir ve biz bu duyarlı sistemlere duyarlı olmayan sistemlere davrandığımız gibi davranıp aynı teknikleri uygulayarak onları anlayamayız. Bu yüzden yeni tekniklere ihtiyaç duyuluyor. Bunun için de “q istatistik” ve “süper istatistik” teknikleri geliştiriliyor ki ben de bu konularda çalışıyorum. Prof. Murray Gell-Mann ile karmaşık sistemler konusunda yaptığımız çalışmamızda da karmaşık sistemlerin istatistik fiziği olan q-istatistik üzerine çalıştık. Güneş lekeleri, deprem dataları, Forbes milyonerlerinin servetleri, yani ekonomi dataları, ele aldığımız karmaşık sistem örnekleriydi ve bu çalışmamız Amerika Bilim Akademisi Dergisi PNAS’de yayınlanmıştı. Yine yakın zamanda European Physical Society (EPS), Statistical and Nonlinear Physics başkanı Prof.Christian Beck ile karmaşık sistemler konusunda süperistatistik teknikleri kullanarak uluslar arası uzay istasyonunda AMS deneyi ile kaydedilen kozmik ışınlar konusunda yaptığımız ortak çalışma çok dikkat çekti ve Nature-Scientific Reports dergisinde yayınlandı. Bu konudaki çalışmalarımıza devam ediyoruz.”

“Artık Bir Einstein veya Bir Newton Gelecekse Karmaşıklık Bilimindeki Araştırmalarla Olacaktır”

Karmaşık sistemler üzerine birlikte çalıştığı Prof. Dr. Murray Gell-Mann hakkında bilgiler veren Doç. Dr. Yalçın, “Murray Gell-Mann 1969 Nobel Ödüllü fizikçidir. Prof. Gell-Mann, atom altı parçacıkların daha da küçük bileşenlerden yani ‘quark’lardan oluştuğunu keşfetmiştir. Yaptığı keşif sonrasında düzenli yapıların anlaşılmasının sona erdiğine inanmış ve ‘Non Linear Science’ denen ve karmaşıklık bilimini, kaos teorisi ve kendiliğinden örgütlenme teorileri alt başlıklarından oluşan ‘Doğrusal Olmayan Bilim’in dünyadaki en önemli araştırma merkezlerinin başında gelen Santa Fe Enstitüsü’nü 1984’de kurucuları arasında yer almıştır. Bu enstitünün amacı karmaşık sistemler üzerinde çalışmak ve karmaşıklık teorisinin disiplinler arası çalışılmasını ayrı bir kavram olarak yaymaktır. Quarkların Babası olarak adlandırılan Prof. Gell-Mann’ın şu sözüyle bu konuyu noktalayayım: ‘Artık bir Einstein ya da bir Newton gelecekse, bu ancak karmaşıklık bilimindeki araştırmalarla olacaktır’ ” dedi.

“Network Of Asian Complexity Scientists Toplantısına Türkiye’yi Temsilen Davet Edildim”

Asya’da, karmaşıklık üzerine çalışan bilim insanlarının işbirliği ağı oluşturması için düzenlenen “Network of Asian Complexity Scientists” toplantısına Türkiye’yi temsilen davet edildiğini belirten Doç. Dr. Yalçın, “2018’de, Singapur’da Dünya Üniversiteler Sıralaması’nda 11. sırada olan Nanyang Technological University, Complexity Institute’nün öncülüğünde Asya’da karmaşıklık üzerine çalışan bilim insanlarının bir iş birliği ağı oluşturması için düzenlenen ‘Network of Asian Complexity Scientists’ toplantısına Türkiye’yi temsilen davet edildim. Bu toplantıda, Asya ülkelerinden bir araya gelen ve karmaşıklık bilimi alanında çalışan temsilciler olarak bölgenin toplumsal ve ekonomik sorunları yanı sıra eşsiz ve ilginç özelliklerini ortaya çıkaracak araştırma fikirleri üzerinde tartışmalar gerçekleştirdik. Bu iş birliği ağının gelişimi için alınan kararlar doğrultusunda, Asya bölgesindeki karmaşık sistemlerin modellenmesi ve bölgeye ait bir literatürün oluşturulmasını hedefleyen araştırmalardan oluşturulacak olan, Elsevier’in bir dergisinin özel sayısının editörlerinden biri olmaktan ayrıca mutluluk duyuyorum” ifadelerinde bulundu.

Doç. Dr. Yalçın, Uluslararası “Complex Systems Society”nin bayrak taşıyıcı konferansı olan “Conference on Complex Systems-2019”un ilk kez bu yıl Asya bölgesinde, Singapur’da gerçekleştirileceğini belirterek karmaşıklık bilimi için çok önemli olan bu toplantının Uluslararası Organizasyon Komitesi’nde kendisine görev verilmiş olmasının gurur verici olduğunu ekledi.
 
“Nonlinear Science Working Group Doğrusal Olmayan Bilim Konusunda Çalışan Bilim İnsanlarıyla Genç Araştırmacıları Buluşturan Bir Platform”

Karmaşık sistemlerin Türkiye’deki çalışma alanlarının kısıtlı olduğunu vurgulayan Doç. Dr. Yalçın kendisini karmaşık sistemler alanında çalışmaya teşvik eden “Nonlinear Science Working Group” hakkında şunları söyledi: “2001 yılında, Üniversitemizin emekli öğretim üyelerinden Prof. Gediz Akdeniz tarafından kurulan ‘Nonlinear Science Working Group’un bilimsel koordinatörüyüm. Çalışma grubumuzun amacı doğrusal olmayan bilim konusunda çalışan, bu konulara ilgi duyan araştırmacıların bir araya geleceği bir platform sağlamaktır. Bu nedenle grup olarak her yıl çeşitli toplantılar düzenliyoruz. Bunlardan biri International Symposium on Disordered Systems: Theory and Its Applications’ adlı bilimsel etkinliğidir. Bu yıl 19.sunu gerçekleştireceğimiz sempozyumumuzda 2008 yılından itibaren her yıl alanında uzman uluslararası konuşmacılar davet ediyoruz. Böylece bu platform aracılığıyla karmaşıklık ve kaos konusundaki önemli bilim insanlarıyla genç araştırmacıları buluşturmak için bir fırsat oluşturuyoruz. Ben zamanında bu çalışma grubu sayesinde çok şey öğrendim, kendimi geliştirme fırsatı buldum ve bu alana yöneldim. Umarım biz de bu alanda çalışmak isteyen gençlere yol gösterebiliriz.”

Karmaşık sistemlerin hayatın her alanında aktif olduğunu bir kez daha belirten Doç. Dr. Yalçın, Santa Fe Enstitüsü’nde sadece fizikçilerin değil; çok farklı meslek alanından araştırmacıların da görev aldığının altını çizerek bu alana ilgi duyan gençleri “Nonlinear Science Working Group” ile iletişim kurmaya davet ederek açıklamalarını sonlandırdı.

Haber: Ecem Yıldız ERGÜN
İÜ Basın ve Halkla İlişkiler Müdürlüğü