Ekonomiyi Anlamanın Yolu Termodinamik Yasalarını Öğrenmekten Geçer

Burak Köylüoğlu

Einstein, “Herhangi bir hipotez, termodinamiğin II. yasası ile çelişiyorsa, utanç verici bir başarısızlığa mahkumdur.” demişti.

Termodinamik temel anlamı ile enerjinin bir alandan başka bir alana transferini ve enerjinin bir formdan başka bir forma değişimini inceleyen bir fizik dalıdır.

Termodinamik enerji değişiminin atom altı, atomik ve moleküler düzeyde nasıl sonuçlar yarattığını ele alarak, daha büyük sistemlerin nasıl çalıştığını ortaya koyar.

Meşhur bir söz bize termodinamik kavramının ne kadar önemli olduğunu anlatır: “Termodinamiği öğrenen fiziği öğrenir. Fiziği öğrenen de sistemlerin ve en büyük sistem olan evrenin nasıl çalıştığını öğrenir.”

Termodinamik, bize oda sıcaklığında buzun neden eridiğini, makinelerin hangi prensip ile çalıştığını, atomun parçalanmasının (fisyon, atom bombası, nükleer santraller) neden dış ortama büyük bir enerji aktardığını, atomlar birleştiği zaman (füzyon, güneşteki enerji oluşum sistemi, yıldızların ölümü, hidrojen bombası) nasıl muazzam bir enerjinin ortaya çıktığını, canlıların neden yaşlandığını ve öldüğünü, periyodik tabloda sıraladığımız elementlerin aslında “ölmüş” olan yıldızların bir yan ürünü olduğunu anlatır.

Termodinamiğin üç temel yasası

Termodinamiğin 3 temel kuralı vardır.

Termodinamiğin I. Yasası: Kapalı bir sistemde enerji yoktan var edilemez ya da vardan yok edilemez. Bu yasa enerjinin korunumu yasası olarak bilinir. Enerji ya transfer olur ya da bir formdan başka bir forma geçer. Bütün makineler bu prensip ile çalışır. Bu yasa sayesinde insanoğlu 19. yüzyılda buhar makinesini keşfederek, Sanayi Devrimi’ni başlatmıştır.

Örnek: Barajda toplanan su yüksek bir potansiyel enerjiye sahiptir. Havzadaki su, dar bir geçitten akmasına izin verildiği zaman, suyun potansiyel enerjisi hareket enerjisine dönüşür. Geçitten akan su, jeneratör pervanelerini çevirmesi ile suyun hareket enerjisi elektrik enerjisine dönüşür.

Termodinamiğin II. Yasası: Isı (ki bir enerji türüdür) kendiliğinden daha soğuk bir sistemden, daha sıcak bir sisteme transfer olamaz. Enerji sistem içinde hiç zaman tamamen işe dönüştürülemez. Kapalı bir sistemde entropi her zaman artar. Evren de kapalı bir sistem olduğu için, sistemdeki entropi her zaman artmaya devam edecektir.

Örnek: Baraj örneğinde elektrik üretimi yapılırken, su geçitten akarken ve jeneratör pervanelerini çevirirken; su molekülleri, geçit, pervane ve hava molekülleri ile etkileşime girer. Bu etkileşim yolu ile bir kısım enerji, diğer moleküllere aktarılır. İşte aktarılan ve amaçlı bir işe dönüşmeyen bu enerji bize entropiyi tanımlar. Bir kimya profesörü bu kavramı daha basitçe şöyle anlatmıştır: Ev işleri hiçbir zaman bitmez ve ne kadar ev işi yaparsanız yapın, ev hiçbir zaman tamamen düzenli olamaz.   

Termodinamiğin III. Yasası: Sistemdeki entropi, sıcaklık mutlak sıfır derecesine (0 Kelvin ya da -273.15 C) düştüğü zaman sıfıra yaklaşır. Bu sıcaklığa ulaşmak mümkün olmadığına göre, entropinin sıfıra yaklaştığı hiçbir sistem yoktur. Bu arada, evrende şu ana kadar gözlemlenen en düşük sıcaklığın 3 Kelvin (yaklaşık -270 C) olduğunu not düşelim.

Örnek: Evrende hiçbir sistem tamamen mükemmel işlemez. Her zaman, her sistemde belli bir entropi oluşacaktır.

Entropi nedir? Neden çok önemli bir kavramdır?

Entropi, bir sistem içinde faydalı/anlamlı bir işe dönüşemeyen birim sıcaklık başına ısı enerjisinin ölçüsüdür. Entropi bazı teorisyenler tarafından sistemdeki düzensizlik, bazıları tarafından da (özellikle matematikçiler ve istatistikçiler) rastlantısallığın ölçüsü olarak tanımlanır.

Entropi göreceli bir kavramdır. Güzel bir yeşil çay hazırlayacaksınız. Su ısıtıcısını çalıştırdınız, suyu ısıttınız ve elinizde yeterince sıcak su var ama aynı zamanda ısıtıcınız elektrik enerjisini ısıya çevirirken bir parça da mutfağın da ısısının artmasını sağladı. Amacınız çayı demlerken mutfağı ısıtmak değildi.

Otomobilinize benzin aldınız. Kontağı açıp aracınızı kullandığınız zaman, yakıtın içindeki iç enerjinin görece küçük bir kısmı hareket enerjisine dönüştü, enerji transferinde ortaya çıkan entropi yakıtı bir çok zehirli gaza çevrimini sağladı. Bu gazları laboratuvar ortamında toplayarak, yeniden ve ilave enerji sarf etmeden yeniden benzin yaratabiliyor muyuz? Hayır. İşte biz buna zamanın oku (time’s arrow) diyoruz. Zamanın oku kavramına pek çok örnek verebiliriz: Cam bir bardağın yere düştükten sonra eski halini alamaması, sindirim sisteminin besinleri enerji ve atığa çevirmesi, bir kavunu doğradıktan sonra kavun dilimlerinin bütün bir kavuna dönüşememesi, vs.

Bir çağlayan düşünün. Su yukarıdan aşağıya akıyor. Su akarken potansiyel enerjisinin (daha yüksekte olması nedeni ile) bir bölümü havadaki molekülleri titreştirerek ısıyı (entropi) arttırıyor. Aynı miktardaki suyu çağlayanın dibinden yeniden yukarıya taşımak bir pompa sistemi kurup, bu sisteme enerji vererek suyu yukarıya taşımanız gerekir. Bu enerji miktarı suyun hareket enerjisi ve oluşmuş olan entropiye eşit olacaktır.

Entropi kavramı görecelidir. Bir nükleer santral düşünün. Santralde kontrollü olarak atomun parçalanması ile oluşan ısı enerjisi elektriğe dönüşür. Santralde oluşan radyoaktif bozunma bu bakış açısı ile entropidir. Ancak nükleer bir savaşta kullanılan atom bombasının yaydığı radyasyon, karşı tarafın kayıplarını arttırdığı için, entropi olarak değil, sistemin yaptığı faydalı bir iş olarak görülür. 

Entropi ile en basit anlamda tanışmış oldunuz

Aynı sıcaklıkta olan buharın veya katı maddenin insan vücudunda yaratabileceği hasar hangi durumda daha fazladır? Tabii ki buhar yanığı çok daha fazla hasar yaratır. Çünkü gaz halindeki maddenin molekülleri çok daha düzensiz ve entropisi çok daha yüksektir.

Termodinamiğin II. Kuralı aynı zamanda bize teorik olarak evrenin kapalı bir sistem olduğu ve entropisinin arttığını söyler. Öyle ki entropi maksimuma ulaştığı zaman evrende kullanılabilir enerji yok olarak, yok olacaktır. Bazı fizikçiler bunun 10 üzeri 26 yıl (neyse ki ölçülemeyecek kadar uzun bir süre) sonra olacağını hesaplamışlar.

Biyolojik olarak ise tüm canlılar kendi içinde bir sistem olarak tanımlanır. Canlıların hayatta kalabilmesi için sistemlerinin dış dünyaya göre düşük entropi ile çalışması gerekir.

Canlılar karmaşıklaştıkça, sistemin çalışması için daha düşük entropi düzeyi gerekir. Vücudunuzdaki entropiyi arttıracak bir senaryo düşünelim. Kalp hücreleriniz ile karaciğer hücreleriniz basit canlıların sistemlerinde olduğu gibi değiş tokuş olsaydı ne olurdu? Derhal hayata veda ederdiniz. İnsan vücudu bu kadar yüksek bir entropik ortamda çalışamaz. Biyolojik anlamda daha basit bir canlı olan kertenkelenin kopan kuyruğunu nasıl yeniden oluşturduğunu ama insan vücudunun kaybetmiş olduğu bir uzuvu neden yeniden oluşturamadığını bu şekilde anlayabiliriz.

Her hücre tipine göre belli bir zamanda ölmeye programlıdır. Bu programın dışına çıkan ve “zamanında” ölmeyen tüm hücreler bağışıklık sistemi tarafından yakalanamazsa artık bu hücrelerin tanımı kanser hücresidir. Her tip kanser, vücutta yüksek bir entropik ortamın sonucudur.

Size sayfalarca entropi ve termodinamiğin büyülü dünyasını anlatabilirim ama ben bir fizikçi, kimya veya makine mühendisi değilim. Bu iş onların işi. Ama size termodinamik kuralları ile makroekonomiyi ve mikro ekonomiyi anlatabilirim.

Termodinamik yasalarını anladıysanız, ekonomik sistemi kolayca analiz edebilirsiniz.

Tüm ekonomik sistemler termodinamik yasalarının tanımladığı sistemlere benzer. Küresel ekonomi kapalı bir sistemdir. Küresel ekonomik sistemde entropinin yani ekonomik dil ile yüksek volatilite ve belirsizliğin sınırlı tutulması için sistem belli kurallar ile işler ya da işletilmeye çalışılır.

Avrupa’da II. Dünya Savaşı’nın bitmesinden tam 9 ay önce düzenlenen Bretton Woods Konferansının amacı da böyle bir sistem oluşturmaktı. Bretton Woods sistemi sabit çıpalar ile para birimlerinin ABD Dolarına bağlanması, ABD Dolarının da altına (1 ons altın 35 USD) endekslenmesi ile tamamen öngörülebilir bir sistem yarattı. IMF de bu sistemin kontrolörü olarak atanmıştı. 

Bretton Woods para sistemi 1960’larda oluşan başka bir sistematik entropi ile çöktü. ABD’nin 1960’larda uyguladığı sosyal reformlar ve Vietnam Savaşı harcamaları muazzam bir yüksek kamu açığı yarattı. ABD ekonomisindeki yüksek tasarruf açığının büyük dış ticaret açıkları doğurması ile ABD Doları’nın altına karşı paritesi savunulamaz hale geldi. Ardından 1971’de “Nixon Shock” olarak bilinen vaka ile ABD Doları serbestçe dalgalanan bir kur rejimine geçmek zorunda kaldı.  

Sovyetler Birliği’nin ekonomik sistemi Marks ve Lenin’in öğretileri ile kurulmuş, kişisel ekonomik eşitlik ve merkezi planlama prensiplerine dayanan bir sistemdi. Aslında sistemin ulaşmak istediği ideal sosyalizm; ekonomik ve sosyal entropinin minimum olduğu bir düzeni hayal etmesine rağmen sistem korkunç bir düzeyde entropi üretir hale geldi. Aslında Amerikalı meşhur stratejisyen Zgibniew Brzezinski 1970’li yıların sonunda Sovyet ekonomisinin verimsizlik ve prodüktivite eksikliği nedeni ile 15 yılda dağılacağını iddia ettiği zaman, bir kehanette bulunmuyordu.

2008 Küresel Ekonomik Krizi 1929’dan sonra küresel sisteminin karşılaşmış olduğu en büyük krizdir. Krizin esas nedeni küresel ekonomik entropinin kriz öncesi muazzam düzeye ulaşmış olmasıdır. 11 Eylül 2001 terör saldırıları sonrasında yaratılmış olan yüksek para arzı ve bu geniş arza eşlik eden düşük faizler, finansal sektöre getirilen ölçüsüz deregülasyonlar, 1990’lı itibaren hızla büyüyen küreselleşme eğilimi ile birleşince; varlık fiyatlarındaki ve türev ürünlerdeki volatilite inanılmaz noktalara taşındı. Lehman Brothers’ın çöktüğü an, sistemdeki entropinin maksimuma ulaştığı an idi.

Küresel ekonominin entropisi 2020’li yıllara geldiğimizde düşmemiştir. Trilyonlarca dolara ulaşmış olan yüksek reel faizli kurumsal tahvil ve krediler, 12.5 trilyon dolar düzeyindeki negatif faizli gelişmiş ülke tahvilleri, ticaret savaşlarının kur savaşlarına dönüşme riski, şişmiş ve aşırı değerlenmiş hisse senedi piyasaları, tüm sektörlerde oligopolleşmenin daha da güçlenmesi, demokrasilerin birer birer popülist politikacıların eline düşmesi; dünya ekonomisindeki entropinin arttığını göstermektedir.

Dünya’nın en büyük ekonomisi ABD’nin seçilmiş başkanı Trump, bu entropi artışının eseridir. Aynı zamanda Trump’ın stratejisi ve politikaları daha yüksek entropi yaratarak ABD’nin çıkarlarını kısa vadede maksimize etmek üzerine kuruludur. 

Trump’ın küresel sistemde entropiyi yükselterek, uyguladığı politika 2020 başkanlık seçimlerinde kendisine büyük bir avantaj sağlamaktadır. Sorun Trump’ın bu stratejiyi kısa vadeli politik amaçları için uygulamasıdır. Uzun vadede entropinin artmasının başka sonuçları olacaktır.

Küresel ekonomik sistem 1929, 1944 ve 1971 sonrasındaki revizyonların aksine 2008’den sonra köklü bir revizyon geçirmemiştir. Bütün mesele sistemdeki entropinin kritik düzeye ulaşmasından önce riskleri ve belirsizliği azaltacak yeni bir sistemin uygulamaya koyulup koyulamayacağıdır. 

Burak Köylüoğlu

 

Mail listesine katılın

Yeni yazılardan haberdar olun.

Teşekkürler! Kayıt oldunuz.

Üzgünüz. Kayıt olamadınız.

İLGİLİ Yazılar

Leave a Comment

Arkadaşınız ile paylaşın