Sonsuzluğun Aynasında Çatlak: Cantor’un Aklı Başından Alan Köşegeni

Sonsuzluğun Aynasında Çatlak: Cantor’un Aklı Başından Alan Köşegeni

Sonsuzluk kulağa tek parça bir ejderha gibi gelir: sonu yoksa sonu yoktur, daha ne olsun? Fakat Georg Cantor sahneye çıkıp bu ejderhanın pullarını tek tek saymaya kalkışınca matematik tarihinde tuhaf bir şey oldu. Sonsuzluğun da boyları, katları, hatta birbirine denk olmayan türleri olduğu ortaya çıktı. Üstelik bunu göstermek için dev teleskoplara, kuantum bilgisayarlara ya da mistik sezgilere gerek yoktu. Bir liste, biraz mantık ve zekice çizilmiş bir köşegen yeterliydi.

Önce basit bir ayrım yapalım. Doğal sayılar, yani 1, 2, 3, 4 diye giden sayılar sonsuzdur. Çift sayılar da sonsuzdur: 2, 4, 6, 8… İlk bakışta çift sayılar daha az gibi görünür, çünkü doğal sayıların yalnızca yarısıdır. Ama Cantor bize şunu sorar: Her doğal sayıyı tam bir çift sayıyla eşleştirebilir miyiz? Evet. 1 ile 2, 2 ile 4, 3 ile 6, 4 ile 8… Herkese bir partner var, kimse açıkta kalmıyor. Demek ki bu iki sonsuzluk aynı büyüklükte. Garip ama mantıklı.

Sonsuzluğun Merdiveni: Bazı Sonsuzluklar Neden Diğerlerini Gölgede Bırakır?

Sonsuzluk kelimesi günlük dilde genellikle tek bir dev gibi davranır: bitmeyen yol, tükenmeyen zaman, saymayı bıraktıran büyüklük. Fakat matematik, bu devi yakasından tutup laboratuvara sokar ve şaşırtıcı bir sonuç bulur: Sonsuzluk tek parça değildir. Bazı sonsuzluklar, başka sonsuzluklardan daha büyüktür. Evet, kulağa masal gibi gelir; ama bu masalın kahramanı peri değil, Georg Cantor adlı inatçı bir matematikçidir.

İşe en tanıdık sonsuzlukla başlayalım: doğal sayılar. 1, 2, 3, 4 diye gider. Asla bitmez. Bu sonsuzluğa sayılabilir sonsuzluk denir ve Cantor bunu alef-sıfır, yani ℵ₀ ile gösterdi. Buradaki fikir şudur: Bir kümenin elemanlarını doğal sayılarla sıraya dizebiliyorsak, o küme sayılabilir sonsuzdur. Örneğin çift sayılar da sonsuzdur: 2, 4, 6, 8… Ama şaşırtıcı biçimde doğal sayılarla aynı büyüklüktedir. Çünkü her doğal sayıya bir çift sayı eşleyebiliriz: 1→2, 2→4, 3→6. Hiç kimse açıkta kalmaz.

Sonsuzluk

Sonsuzluk ne kadar büyüktür? Bunun en basit cevabı, sonsuzluğun çok ama çok büyük olduğudur. Sonsuza doğru uzanan sayı doğrusunu düşünün. Aklınıza en büyük hangi sayı gelirse, her zaman ondan bir büyük sayı vardır.

Bu geleneksel sonsuzluk anlayışıdır, sayılar sonsuza dek uzar gider. Matematikçiler sonsuzluğu genelde ince eleyip sık dokumadan kullansalar da sanki herhangi bir sayıymış gibi davranmamak gerekir. Zira bir sayı değildir sonsuz.

Alman matematikçi Georg Cantor bizi çok farklı bir sonsuzlukla tanıştırdı. Dahası bunu yaparken modern matematiğin büyük bir kısmına yön veren bir kuram oluşturdu.

Cantor özetle, dehasını kullanarak, reel sayıları 0 ile 1 arasına yerleştirme konusunda her türlü girişimin hüsranla sonuçlanacağını ispatladı.