Madde Ve Enerji Yok Olabilirmi?

Göreliliğin keşfedilmesinden uzun zaman önce, bilim iki temel ilke keşfetmişti; enerjinin korunumu ve kütle korunumu. Bunların ilki 17. yüzyılda Leibniz tarafından ayrıntılı olarak incelenmiş ve ardından 19. yüzyılda bir mekanik ilkesinin doğal sonucu olarak geliştirilmişti. Çok daha önceleri, ilk insanlar, sürtme yardımıyla ateş yaktıklarında ve böylelikle de verili bir enerji miktarını (iş) ısıya dönüştürdüklerinde, işin ve ısının eşdeğerliliği ilkesini pratik olarak keşfetmişlerdi. Bu yüzyılın başlarında, kütlenin enerji biçimlerinden sadece biri olduğu keşfedilmişti. Bir madde parçacığı oldukça yüksek düzeyde yoğunlaşmış ve lokalize olmuş enerjiden başka bir şey değildir. Bir parçacıkta yoğunlaşan enerji miktarı onun kütlesiyle orantılıdır ve toplam enerji miktarı her zaman sabit kalır. Bir çeşit enerjinin kaybı, bir başka çeşit enerjinin kazanılmasıyla telâfi edilir. Enerji sürekli olarak biçimini değiştirirken yine de her zaman aynı kalır.

Einstein, bizzat kütlenin şaşılacak miktarda bir enerji barındırdığını kanıtlamakla bir devrim gerçekleştirmişti. Kütle ve enerjinin eşdeğerliği E = mc² formülüyle ifade edilir, burada m kütle, c ışık hızı (yaklaşık olarak saniyede 300.000 km) ve E de durgun cismin barındırdığı enerjidir. m kütlesinde içerilen enerji, ışığın muazzam hızının karesiyle bu kütlenin çarpımına eşittir. Kütle bu nedenle enerjinin oldukça yoğunlaşmış bir biçimidir, bu enerjinin gücü hakkında şu gerçek bizlere bir fikir verebilir; bir atom bombasının patlamasıyla açığa çıkan enerji, enerjiye dönüşen kütlenin binde birinden daha azdır. Normalde, madde içinde hapsolmuş bu muazzam enerji kendini dışa vurmaz ve bu nedenle de göze çarpmaz. Ama atom çekirdeğinin içindeki süreçler belli bir kritik noktaya ulaşırsa, bu enerjinin bir kısmı, kinetik enerji olarak dışarı salınır.


Kütle, yalnızca bir enerji biçimi olduğundan, madde ve enerji ne yaratılabilir ne de yok edilebilir. Diğer taraftan enerji biçimleri son derece çeşitlidir. Örneğin, güneşteki protonlar bir helyum çekirdeği oluşturmak üzere birleştiklerinde nükleer enerji ortaya çıkar. Bu enerji, ilkin, çekirdek hareketinin kinetik enerjisi olarak görünür, ki bu da güneşten gelen ısı enerjisine katkıda bulunur. Bu enerjinin bir kısmı elektromanyetik enerji parçacıkları içeren fotonlar biçiminde güneşten yayılır. Bu enerji sırası geldiğinde, fotosentez süreci tarafından, bitkilerde depolanan kimyasal enerjiye dönüştürülür. Bu kimyasal enerjiyse, kaslar, kan dolaşımı, beyin vb. için gereken enerji ve sıcaklığı sağlamak üzere, insanlar tarafından bitkilerin ya da bitkileri yiyen hayvanların yenmesiyle edinilir.
Klasik fiziğin yasaları genellikle atomaltı düzeydeki süreçlere uygulanamaz. Ne var ki, doğada istisna kabul etmeyen bir yasa da mevcuttur; enerjinin korunumu yasası. Fizikçiler, ne bir pozitif yükün ne de bir negatif yükün hiçlikten oluşturulamayacağını bilirler. Bu olgu elektriksel yükün korunumu yasasıyla ifade edilir. Böylece, bir beta parçacığı üretme sürecinde, (yüksüz olan) nötronun ortadan kaybolması zıt yüklü bir parçacık çiftinin ortaya çıkmasına yol açar; pozitif yüklü bir proton ve negatif yüklü bir elektron. Birlikte ele alındıklarında bu yeni iki parçacık sıfıra eşit olan bir toplam yüke sahiptirler. Eğer bunun tam tersi olan süreci ele alırsak, bir proton, bir pozitron salarak bir nötrona dönüştüğünde, ilk parçacığın (protonun) yükü pozitiftir ve sonuçta ortaya çıkan parçacık çiftinin (nötron ve pozitronun) toplam yükü yine pozitiftir. Tüm bu sayısız dönüşümlerde, elektriksel yükün korunumu yasası sıkı bir şekilde yürürlüktedir, tıpkı tüm diğer korunum yasaları gibi.
Enerjinin küçücük bir miktarı bile ne yaratılmış ne de yok edilmiştir. Böyle bir olgu asla gerçekleşmeyecektir de. Bir elektron ve onun anti-parçacığı olan pozitron birbirlerini yok ettiklerinde, kütleleri “yok olur”, yani kütleleri, zıt yönlerde hareket eden iki ışık-parçacığına (fotona) dönüşür. Ne var ki, bu fotonlar da kendisinden çıktıkları parçacıklar kadar bir enerji toplamına sahiptirler. Kütle-enerjisi, lineer momentum ve elektriksel yük, hepsi korunurlar. Bu olgunun imha olma anlamındaki yok oluşla hiçbir ortak tarafı yoktur. Diyalektik olarak, elektron ve pozitron yadsınmış ve aynı zamanda korunmuştur. Madde ve enerji (ki aynı şeyi söylemenin yalnızca iki biçimidirler) ne yaratılabilir ne de yok edilebilir, yalnızca dönüştürülebilirler.

Diyalektik materyalizm açısından madde, bize duyu-algı içinde sunulan nesnel gerçekliktir.
Yalnızca “katı” nesneleri değil, ışığı da içerir. Fotonlar da elektronlar ya da pozitronlar kadar maddedirler. Kütle sürekli olarak enerjiye (ışık fotonları da dahil) dönüşmektedir ve enerji de kütleye. Bir pozitron ve elektronun “imha oluşları” bir foton çifti üretir, ama aynı zamanda zıt süreci de görürüz: İki foton karşılaştığında, fotonların yeterli enerjiye sahip olması koşuluyla, bir elektron ve pozitron oluşturulabilir. Bu olgu bazen “hiçlikten” madde yaratımı olarak sunulur. Durum hiç de bu değildir. Burada gördüğümüz, bir şeyin yok oluşu ya da yaratılışı değil, maddenin enerjiye –ve tersi– sürekli dönüşümüdür. Bir foton atoma çarptığında, bir foton olarak varlığı sona erer. Ortadan kaybolur, ama atomda bir değişikliğe neden olur; atomun elektronlarından biri, bir orbitalden daha yüksek enerjili bir orbitale sıçrayıverir. Yine burada zıt süreç de gerçekleşir. Bir elektron yüksek enerjili bir orbitalden daha düşük enerjili bir orbitale düştüğünde bir foton çıkar.
Atomaltı düzeydeki dünyayı betimleyen sürekli değişim süreci, diyalektiğin yalnızca aklın öznel bir yaratısı olmayıp, gerçekte doğada gerçekleşen nesnel süreçlere dayandığının çarpıcı bir doğrulanışıdır. Bu süreç kesintisiz bir biçimde tüm ebediliğiyle süregelmiştir. Maddenin yok edilemez oluşunun –yani kimilerinin kanıtlanmak istedikleri şeyin tam tersinin– somut bir ispatıdır.