HOŞGELDİNİZ

.
Matematik entellektüel bir yogadır. Özveri, güç ve kararlılık ister...
Google Gruplar
Matematikce08 grubuna kayıt ol
E-posta:
Bu grubu ziyaret et

süper lig puan durumu

29 Ocak 2008 Salı

Görünenin Yüzündeki Görünmez Yazı : Matematik

Görünenin Yüzündeki Görünmez Yazı : Matematik
Nizamettin YILDIZ Eğer ilmî dergilerin okuyucusuysanız, şunu fark etmişsinizdir: Bu dergilerde matematikle ilgili çok az yazı yayımlanır. Bunun bir sebebi; matematiğin bir yönüyle, mücerred (soyut) mantığın müşahhas (somut) ifadelerle inşa edilmiş, anlaşılması zor bir dünya olmasıdır. Matematiğin; hissî, edebî ve cazip bir cihetinin olmadığı düşünüldüğünden, bu ilim dalı işin ehli dışında fazla rağbet görmemektedir. Matematik, eşyanın üzerindeki sırlı perdeleri sıyırmak suretiyle üzerine düşeni yaparken, ancak kâinatı ve yaratılış sebebini anlamak isteyen insanların ilgisini çekebilmektedir. Zekâ soruları ihtiva eden bir kitapta, art arda yazılmış 5, 15, 25... sayılarını görünce, bunun mantığını kavrar, sonraki sayıyı bilir ve bu dizinin birisi tarafından düzenlendiğini kabul edersiniz. Ama biri bunların, belli bir yükseklikten düşen bir taşın eşit zaman aralıklarında aldığı yol olduğunu söylese, çoğu insan aklına, bu genellemeyi yapanı getirmez. Yahut; 11.111.111 x 111.111.111=12.345.678.987.654.321 çokları için, bir şiirin mısraları gibi hayret uyandırırken, bazıları içinse bir şey ifade etmez. Meselâ matematiğin sırlı sembolleri olan meşhur sayılar çoğu insan için alfabetik ifadelerden ibaret iken, meşhur fizikçi Richard Feyman için çok şey olsa gerek ki, hatıratının bir yerinde şu denklemi yazmış ve buna hayran olduğunu söylemiştir: 'f(z)=z2+c size ne ifade ediyor?' dense, pek çok kişi bir şey düşünmeyecektir.
Ancak bu onun, hayatımızı yakından ilgilendiren (fraktal mantık da oldugu gibi) biyolojik ve fizikî gerçekliğin inanılmaz basitlikte harikulâde bir ifadesi olduğu gerçeğini değiştirmeyecektir. Yanda gördüğünüz resim de, orijinal çizim de bu fonksiyonun bilgisayar ekranındaki analitik izdüşümünden başka birşey degildir (Şekil 1). Nebülozlardan deniz kabuklarına kadar değişik yerlerde görülen helezon şeklinin (Şekil 2) arkasında, r2 =a2/gibi, çok basit, idrak edebilenler içinse şaheser bir ifade vardır. Bütün bu misallerde fark edilen bir şey vardır: Elle tutulmayan ve gözle görülmeyen bu sayılar, fizikî dünyanın gerçekleri kadar hakikattir. Diğer pozitif ilimler, eşyanın üzerindeki ilk nakış veya ilk imza olarak gözükürken, matematik, ancak müdakkik nazarla görülebilir. Roma mitolojisine göre;
Fenikeli prenses Dido, kocası (kralın kardeşi) kral tarafından öldürülünce şehirden kaçmak zorunda kalır. Kuzey Afrika'da Kartaca'ya yerleşmek ister. Kral onlara, yanlızca öküz derisinin kaplayabileceği kadar bir toprağı satın almalarına izin verir. Bunun uzerine Dido, önce kaplamak kelimesini geniş mânâsıyla ele alır. Yanındakilere deriyi ince ince şeritler halinde kestirir ve bunları birbirine bağlatır. Uzun bir kordon elde eder ki, bunun 1.000 ile 2.000 metre arasında olduğu söylenir. Sıra kordonu yere yaymaya gelmiştir ki, burada Dido, bu kordonla en geniş alana sahip şekli bulmak zorundadır.
Söylenene göre Dido doğruyu bulmuştur. Kordonu çember şeklinde yere yaymış ve 3 ile 12,5 km2 arasında bir alan elde etmiştir. Aslında eski kalelere bakarsak, niçin bu şekilde yayıldıklarını daha iyi anlayabiliriz. Canlı damar yapısının kesit olarak silindirik olmasının bir sırrı da budur (Şekil 3). Matematik gerçekliğin, vücudumuzda ve tabiatta da geçerli olduğunu biliyor musunuz? Bilim adamları, fraktallar (dallanmış yapılar) geometrisini ortaya koyduktan sonra, bu fark edildi. Meselâ, ağaç ve bitkilerin kök, gövde ve yapraklarında, insandaki damarlarda ve solunum sisteminde rahatlıkla görebileceğiniz dallanmış yapı, bu mükemmel geometrinin en iyi misallerindendir. Bu mükemmellik, geometri perdesinin ardındaki İlmi ve Kudreti Sonsuz'u göstermektedir (Şekil 4,5,6). Bu görünen yapının görünmez sırrı nedir? Dido`yu hatırlarsak, sabit alana sahip bir deriyle, maksimum alanı elde etmek mecburiyetindeydi ve bunu başarmıştı. İnsan vücudu ve diğer canlıların vücudunda da benzer durum vardır. Yukarıda sayılan biyolojik sistemler, vücutta bulunan bütün hücrelere gerekli malzemeyi ulaştırmak için, ağ şeklinde tertiplenmiş damar dağılımına sahiptir.
Özünde ise; bu sistemler, sınırlı hacimde yer kaplamaları gereken, fakat aynı zamanda en fazla hücreye uzanmak için azamî genişlik sağlayan bir yapıyla plânlanmıştır ki, bunun tek yolu bu dallanmış yapıdır (Şekil 7,8). Bunun en iyi delili ise; hacim olarak çok az bir yekun teşkil eden insan damarlarının, dünyayı üç kere dolanabilecek uzunluğa sahip oluşudur. Bu nasıl olmaktadır? Bunun ispatı çok kolaydır. Elinize bir eşkenar üçgen alın ve aşağıdaki işlemleri sırayla uygulayın: Önce üçgenin her kenarını üç eşit parçaya bölün. Elde ettiğiniz her üç parçadan ortadakini taban alan birer üçgeni, bu kenarlar üzerine yerleştirin. Her üçgen için yukarıdaki işlemi tekrarlarsanız, aşağıdaki sistemi elde edersiniz. Dallanan yapıda kenar sayısı sonsuza gittikçe, şeklin bir çembere benzediğini göreceksiniz.
Bu ilk üçgenin çevresindeki çemberdir. Oluşacak yeni alan, bu çemberin çevrelediği alanı geçemeyecektir; ama çevredeki uzunluk gittikçe büyüyecek, etrafla kesişen kısmı azamîye yaklaştıracaktır (Şekil 9). Bunu şu şekilde de izah edebiliriz: Elinize yarıçapı 3 cm (veya 3r) olan bir çember alın. Bu bizim için silindirik bir parçanın sadece bir kesiti olacaktır. Bundan sonra aynı alan içerisine daha küçük kesitlere sahip yeterli miktarda (tam 7 tane) çember çizin. Bunların aynı uzunlukta olduğunu farzederek, çevre ve alanlar toplamını bulup oranladığınızda, 5/7 oranını bulacaksınız. Matematikle yakından ilgilenenler, küçük yarıçapı r alıp işlem yaptıklarında görecekler ki, elde edilen oranda r küçüldükçe, bu fark daha da artıyor. Ki bu da, dallanmış yapının her zaman avantajlı olduğunu göstermektedir.Pekiyi dallanma özelliği olmayan, ama fonksiyonel açıdan aynı hacimdeki herhangi bir objeden daha geniş yüzey alanına sahip olması gereken beyin ve akciğer gibi organlar için, bu problem nasıl çözülmüştür? Bu organlar girintili çıkıntılı yüzeyleriyle, maksimum yüzey alanına sahip kılınmıştır. Aksi halde insan, omuzunda koca bir kütle taşıyan garip bir varlık olurdu. Benzeri bir durum, haritada, Ege ve Akdeniz kıyıları arasında görülebilir.
Ege kıyıları kısa görünmesine rağmen, girintili çıkıntılı olduğu için daha uzundur. Bütün bu canlılar veya organlar (insan, ağaç, beyin vs) hayatlarını sürdürmek için, yaratılışlarının ilk saniyelerinden itibaren bu yapıya sahiptir. Bu sistem ve proje, bir Yaratıcı olmadan, tesadüfen veya kendiliğinden asla gelişemez .Sir James Jean; "Sırlı Kâinat" kitabında "Yaratıcı mükemmel bir matematikçi olmalı." der. Bununla, nazarları kâinattaki sırlı dil olan matematiğe ve eşyanın çehresindeki göz alıcı tentenenin nakkaşına çeviriyor. Sihirli dil matematik, hayret ufku canlı dimağlara, basireti açık kalblere sakladığı hakikatleri açıklamaya devam ediyor.



Görünenin Üstündeki Görünmez Yazı Matematik-2
Nizamettin YILDIZ Yüzey alanı ve hacim-kütle münasebeti, Galileo’nun küçük ve büyük cisimlere ait modelleri matematik açısından karşılaştırmasıyla ciddiyet ve ehemmiyet kazandı. Bundan böyle insanlar üç boyutlu modellerin büyük ve küçük ölçeklerdedeğişik özellikler gösterdiğini bilimin her dalında görmeye başladılar. Bu gerçeğin, canlılığın yaratılışındaki mucizedeki basit sebep perdelerinden biri olduğu, matematiğin, biyolojideki buluşları inceleme sahasına almasıyla dahada açık bir şekilde ortaya çıktı. Düşünülebilecek ve yapılabilecek en ideal plân ve inşânın yaratılışta mevcut olandan farklı bir şey olamayacağı her geçen gün ortaya konulmakta...
Meselâ; mevcut materyallerle inşa edilmiş gökdelenlerin iki üç katını yapmak nerdeyse imkânsızdır. Bu yapıların boyutları arttığında kütleleri boyutlarının küpü ile orantılı; ama kolonların kesitleri ise, alan olarak karesi ile orantılı artacaktır. Dolayısıyla kütle artış miktarı daha büyük olduğundan belli bir büyüklükten sonra kolonlar binayı taşıyamaz olacaktır. Ve yine bu sebeptenküçük böcekler kendi ağırlıklarının 10-45 katını taşıyabilirler ve yeryüzünde 10.000 metreden daha büyük bir dağ yok-tur. Modellerdeki boyutun değiş-mesiylemaddenin özellikleri üzerinde nasıl bir değişikliğe sebep olduğunu anlamakaslında çok kolay.
Elinize boyutları 1cm olan bir küp alın. Bu küpün hacmi 1cm3 yüzey alanı da 6 cm2 olacaktır. Bu küpün boyutlarını iki katına çıkarın. Bu durumda yeni küpün hacmi 8 cm3 ve alanı ise 24 cm2 olacaktır.
Alan büyüklüğü daha büyükmüş gibi görünse de hacmin (dolayısıyla kütlenin) büyüme oranı 8 iken alanın büyüme miktarı 4 olacaktır. Yani hacim, alandan daha hızlı büyürken daha hızlı da küçülecektir ve küçük ölçeklerde alan hacime galebe çalacaktır. İşte bu ince nokta özellikle küçük canlılar için acz kuşağında kudret cilvesi olarak karşımıza çıkmaktadır.Ama sadece küçük değil, bütün canlılar Rabb'imizin yaratılış mucizesine sebep olarak koyduğu bu gerçek sayesinde ayakta durmaktadır.
Canlı hücrelerini ele alın; hepsi hayatiyetlerini sürdürmek için sıvı alıp vermek (difüzyon-osmoz)zorundadır; fakat bu olaylarda cari iki unsur (yüzey alanı-hacim) birbirinerağmen işleyecektir. Hücre, büyüklüğü ile orantılı olarak sıvıya ihtiyaç duyarken,bunun tedariki için gereken hücre yüzey alanına da sahip olmalıdır. Yani hacminalandan çok büyük veya çok küçük olması, hücrenin hayatiyetinin sonu olacaktır.Yukarıdaki küpleri hücre kabul edersek iki küp için hacim/alan oranı sırasıyla1/6 ve 1/3 olacaktır. Yani hacim sekiz, alan dört kat büyümüştür. Bu değişmelerin1 cm3’ten 8 cm3’e çıkışta yüzey alanı gereğinden fazla olacak ve hücre fazla sıvı almakta, 8 cm3’ten 1 cm3’e küçülmede ise ihtiyaç olan sıvıyı almak içinyüzey yetersiz kalacak ve bu defada sıvı azlığından hücre ölümü gerçekleşecektir. Burada akla gelecek ilk ve en ilgi çekici husus herhalde şu olacaktır: Yaratılışta başta hücre olmak üzere her uzuv, bütün geometrik özellikleri itibariyle incedeninceye mükemmel hesaplanmış ve en önemlisi de o şekilde korunmuştur.
Meselâ, (Sızıntı, sayı 294. Temmuz, 2003, sayfa 276-279’daki yazımızın 1. bölümünde belirtildiği gibi) beyinde vücut üzerinde tesirli olan noktalar satıhtadır;ama bu organımız nispeten küçük beyin hacmi için yine nispeten yetersiz yüzey alanına sahiptir. Fakat bu eksiklik yüzeye verilen girintili çıkıntılı özellik (Şekil 1) ile giderilmiştir. Yine aynı mantıkla yola çıkan biyologlar, ince bağırsağın kıvrımlı yapısını aynı hikmete bağlamaktadırlar. (Şekil 2) Eğer biyolojik gelişme ile kendini gösteren yaratma mucizesi, kendi halinde hadiselerin zorlamasıyla yönlenmiş bir proses olsaydı beyin -eğer fırsat bulur ve yaşarsa- yüzey alanını artırmak için kendisini büyütmek isteyecek ve insan büyük bir kabağa saplanmış kürdana dönecekti.
Canlı bünyelerdeki dallanan yapının yine aynı yüzey genişletilmesi hikmetiylealâkası izah edilmişti. Bilhassa bilgisayar desteği ile daha da gelişen ve anlaşılır hale gelen matematik algoritmaları, bu yapıya bilim adamlarının daha başka açılardan bakmalarını sağladı. Özellikle Steiner’in en kısa yol problemiyle başlayan ve Melzak ile bilgisayar ortamında hayat bulan algoritmalar, dallanmış olarak yaratılan yapıların bu hususî yönünü de ortaya çıkardı. Bütün canlı iletim kanallarının (kan damarları ve sinirler gibi) mevcut noktalar arasındaki en kısa yol -ve dolayısıyla en az malzeme (yapı içi)- için kullanılan algoritmanınmükemmel uygulamaları olarak yaratıldığı ortaya çıktı. Geometrik bir düzlem üzerindeki üç nokta arası en kısa toplam yolu bulmak, aslında çok basittir. Bir düzlem üzerinde A,B,C noktalarını ele alalım. Bu noktalar arası en uzun parça AB ise C’den ters tarafta bir kenarı AB olan bir eşkenar üçgen çizin. Bu üçgenin üçüncü köşesisinden C’ye bir doğru çizdiğinizde budoğrunun üçgeni çevreleyen çemberi kestiği nokta (steiner noktası) A,B,C noktaları arası en yakın nokta olacaktır ve bu noktalardan bu noktaya çizilen doğrular en kısa toplam yol olacaktır. (Şekil-3)
Bu metot telefon ve boru şebekelerinde ve elektronik devrelerde yaygın şekildekullanılır. Daha fazla sayıda nokta arası en kısa yol problemleri ise, gelişmiş programlar vasıtasıyla birkaç dakikada çözülebilmektedir. Meselâ dört veya daha fazla nokta arası en kısa yol bulunmak istendiğinde, yine aynı metotla yapılan çözümler grup noktalar arası ana bağlantı (ana arter) kullanılması gerektiği özelliğini ortaya koydu. (Şekil-4) Aslında dallanmış yapıların herbirinde bu resmi tekrar tekrar görmek mümkündür. Gerek kalb vücut içinde konulduğu yer itibariyle, gerekse ana arterler konumları itibariyle bu algoritmaya uygunlukları ile bu derin ve gizli matematik gerçeğin mükemmel örnekleri olarak arzı endam etmektedir. Peki bu yapının geometrik alternatifleri yok mu, diğer bir deyişle bu yapının matematik ihtimaller içindeki yeri nedir? Matematikçiler topoloji çalış-maları ile bu konuda da algoritmalar geliştirdiler. Meselâ nxnxnxn’lik topolojik kafes yapıda iki nokta arası mevcud bütün yolların sayısını olarak buldular. (Şekil-5). Bu sebeple 1x1x1x1’lik bir kafes yapıda olabilecek durumların sayısı 24 iken; 2x2x2x2’lik bir yapıda bu sayı 2520 olacaktır. (Şekil-6) Pekiyi herhangi bir canlı vücudu için kalbden herhangi bir noktaya meselâ ayak ucuna gidecek muhtemel yolların sayısı nedir? İnsan biyolojisi ve ihtimalhesaplarına meraklı olmayan kişinin hiçbir zaman aklına gelmeyecek kalb-ayak ucu arası en kısa yolun bu açıdan düşünülmesi, yaratılıştaki incelikleri fark etmemize bir vesile olacaktır.

Sayılarla anlamlandıramayacağımız kadar muhtemel yol içinden en uygun olanının ve gelişmiş matematik algoritmaları ile ancak fark edebileceğimiz bu yaratılış, bize karşısında eğilmemiz gereken bir ilâhî ilmi, iradeyi ve kudreti işaret ediyor. Biz de hayatımızı en kısa yolu tercih ederek yönlendiririz. Bir yere giderken, bir iş yaparken, hattâ kulağımızıkaşırken bile. Gerek üretim proseslerinde, gerekse üretilen mekanizmalarda en kısa yollar bize hep kazanç sağlar. Pekiyi sizce Yüce Mesaj’daki sırat-ı müstakim (dosdoğru yol), hangi iki nokta arasındaki en kısa mesafedir?

Hiç yorum yok:

Tarihte Bugün



Programlar


Zeka Küpünde Dünya Rekoru

Hiç Böyle Çarpma Gördünüzmü?

Napier Yöntemiyle Çarpma

Cem Yılmazdan Matematik

Son Dakika (Spor)