|
|
|
||
Notice: Undefined index: no_view_links in /home/content/r/u/m/rumeliweb/html/turkrocker/forum/Sources/Subs.php on line 1327 Notice: Undefined index: no_view_links in /home/content/r/u/m/rumeliweb/html/turkrocker/forum/Sources/Subs.php on line 1333 Notice: Undefined index: no_view_links in /home/content/r/u/m/rumeliweb/html/turkrocker/forum/Sources/Subs.php on line 1589 Notice: Undefined index: no_view_links in /home/content/r/u/m/rumeliweb/html/turkrocker/forum/Sources/Subs.php on line 1595 Kuantum Kuramı, 20. yy'ın büyük kuramlarından biridir. Kuantum ne demektir? Kuantum kuramı, nedensellik kavramını,yani determinizmi nasıl etkilemiştir? Elektron nedir,bir parçacık mı,bir dalga mıdır? Yoksa her ikisi midir? Işık nedir? Bir parçacık (foton) sağanağı mıdır, elektromanyetik bir dalga yayılması mıdır? Einstein, kuantum kuramının kurucuları arasında bulunduğu halde, sonradan neden ve nasıl bu kurama karşı çıkmıştır? Einstein, 1930 Solvay konferansına nasıl bir düşünce deneyi ile geldi? Ona "Einstein,senin adına utanıyorum. Çünkü yeni kuantum kuramına senin karşıtlarının görelilik kuramına karşı ortaya koydukları kanıtlarla karşı çıkıyorsun" diyen dostu kimdir? EPR Deneyi, kuantum kuramının eksik olduğunu göstermiş midir?Bell Teoremi/Esitsizligi neyi kanıtlamıştır? Yine kuantum kuramının kurucularından Erwin Schrödinger, "Schrödinger'in Kedisi" diye ünlenen düşünce deneyi ile bu kurama neden ve nasıl karşı çıkmıştır? Kuantum kuramı, deneylerle test edilmiş midir? Karadeliklerin gönülsüz babası kimdir? Werner Heisenberg belirsizlik ilkesi nedir? Bu ilke araçlarımızın yetersizliğinin bir sonucu mudur? Her şeyi bilebilir miyiz? Bir gizemli sayı daha:1/137'nin anlamı nedir? İLK KUANTUM FİZİKÇİLERİ 1900 yılında Max Planck,siyah cisim ışımasını açıklamak için ışığın kuantumlu olabileceğini ileri sürdü. O zamana dek,ışığın şiddetiyle enerjisinin doğru orantılı olduğu sanılıyordu. Oysa ışığın frekansıyla enerjisi doğru orantılıydı... 1905'te Einstein bu kurama dayanarak fotoelektrik olayı açıkladı. Işık,dalga özelliği yanında foton denen kuantum (enerji paketleri) özelliği de gösteriyordu. 1924'te Fransız fizikçi Louis de Broglie, çok çarpıcı bir düşünce üretti. Basit bir matematikle, hareketli her parçacığın aynı zamanda dalga özelliği göstermesi gerektiğini ileri sürdü. 1927'de Amerikalı bilimciler C.Davisson ve L.Germer, elektronların tıpkı bir ışık gibi,kristallerde kırınım gösterdiğini buldular. Yine aynı yıl Werner Heisenberg, ünlü belirsizlik ilkesini ortaya koydu . Fizikçiler arasındaki görüş ayrılıkları 1927 Solvay konferansında dışa vurdu. Tartışmaların başını N.Bohr ile A.Enstein çekiyordu. 1930'da yine büyük bir tartışma yaşandı. Einstein,yavaş yavaş arka sıralarda oturmaya başladı. Niels Bohr şöyle dedi: " Bir süre önce yine burada Kopenhag' da özellikle olguculuk yanlılarının katılmış olduğu bir felsefe konferansı vardı. Bunda Viyana Okulu' nun üyeleri büyük rol oynadılar. Bu filozofların önünde kuantum teorisinin yorumunu yapmaya çalıştım. Konferansımı verdikten sonra karşıt hiçbir düşünceyle ve zor herhangi bir soruyla karşılaşmadım. Ama bunun benim için çok korkunç olduğunu itiraf etmeliyim. Çünkü bir insan kuantum teorisinden ürkmezse, onu anlaması da olanaksızdır. Belki de o kadar kötü bir konferans verdim ki, kimse neden söz ettiğimi anlamadı." Klasik Fiziğin Çözemedikleri 19. yy sonlarına. Üç önemli problem,klasik görüşlerle açıklanamıyordu: 1. Siyah cisim ışımasının enerji dağılımı (morötesi felaket!) 2. Fotoelektrik olay 3. Atomların kararlılığı Gazların kinetik kuramı, klasik fiziğin çok önemli başarılarından biriydi. Bu kurama göre, hiç bir molekülü dışarı kaçırmayacak ideal bir gaz kabındaki N molekülün toplam enerjisi E olsun. Bu toplam enerji (E) , enerjinin eşit dağılımı yasası diye bilinen temel bir istatistiksel teoreme göre ortalama olarak moleküllere eşit olarak dağılmıştır. Ortalama diyoruz, çünkü istatistiksel açıdan kesin veriler değil, ancak ortalama değerler elde edilebilir. Lord Rayleigh (1842-1919)ve Sir James Jeans(1877-1946)gazların kinetik kuramına başarıyla uygulanan istatistiksel modeli, iç duvarları kusursuz ayna olan kutuda hapsedilmiş "ışık" dalgalarına uygulamaya çalıştılar. Ama burada temel bir zorlukla karşılaştılar. Bir gaz kabındaki molekül sayısı çoktu; ama "sonlu" ydu,oysa ışığın hapsolduğu ideal bir ayna cidarlı kutuda farklı titreşim tiplerinin sayısı "sonsuz"du. İşi basitleştirmek için “Jean Küpü”nün yalnızca sağ ve sol iç duvarları arasında gidip gelen dalgaları düşünelim. Bu dalgalar, duvarlarda zamanla genliğin kaybolacağını söyleyen sınır koşullarına uymalıdır... Bunu üç boyutta düşündüğümüzde "sonsuzluk" sayısının daha da artacağı açıktır. Titreşim modu (düğüm noktası) sayısı sonsuz, ama enerji sonlu. Yani titreşim modu başına düşen enerji = E/ sonsuz = tanımsız. Bu, kuşkusuz saçma bir sonuçtur. Yani açıkça, klasik kuram, artık cisimlerin doğasına ilişkin bilgilerimizle çelişmekteydi. Atomik ölçekte,maddenin davranışını açıklamak için klasik fiziğin uygulama denemeleri tamamen başarısız oldu. Siyah cisim ışıması,fotoelektrik olay ve bir gaz deşarjında atomların yaydığı keskin çizgiler klasik fizik çerçevesinde anlaşılamadı. George Gamow 'un dediği gibi:" Bir kuram, cisimlerin doğası ile ilgili bilgilerimizle çeliştiği zaman, cisimlerin yapısı değil kuram yanlış olmalıdır". Doğaya yeni bir bakış açısıyla bakmak gerekiyordu. Bu devrim, 1900 ile 1930 arasında gerçekleşti. Kuantum Mekaniği denen bu yeni yaklaşım atom,molekül ve çekirdeklerin davranışını başarıyla açıkladı. Kuantum Kuramının Keşfinin Öyküsü Fotoelekrik Olay ve Einstein Bell Eşitsizliği Elementlerin Parmak İzi : Atomların Tayf Çizgileri Kuantum kuramının ilginç,gizemli,şaşırtıcı sağ duyuya aykırı dünyasında yeterince donanımlı dolaşabilmek için atomlardan yayılan ışık hakkındaki bilgilerimizin gelişimine kısaca göz atmalıyız. Bir ışımanın, içerdiği farklı frekanslı(farklı dalga boylu) bileşenlerine ayrılmasına tayf (spektrum) denir. Belirli bir sıcaklıktaki tüm cisimler, dalga boylarının sürekli bir dağılımı ile karakterize edilen termik ışınım yayınlar. Dağılımın şekli cismin özelliklerine ve sıcaklığa bağlıdır. Kızgın katıların yaydığı ışınlar bir prizmadan geçirilirse,bütün frekansların yan yana bulunduğu kesiksiz (sürekli) tayf elde edilir. Yani arada karanlık çizgiler olmaksızın tüm renkler birbirini izler. Elektrik ampulü ve mum ışığı kesiksiz tayf oluşturur. Bir gaz ya da buharın yaydığı ışık ise iki tür olabilir: Gaz molekülleri (iki ya da daha çok atomlu moleküller) şeritli (bantlı) tayf verir; gaz atomları ve bir atomlu iyonlar ise çizgili (hatlı) tayf verir. . Verilen bir çizgi spekturumunda dalga boyları,ışığı yayan elementin karakteristiğidir. Yani her element,tıpkı bir insandaki parmak izi gibi,kendine özgü bir tayf oluşturur. En basit çizgi spektrumu, atom halindeki hidrojende gözlenmiştir. İki element aynı çizgi tayfında yayınlamadıkları için bu olay bize bir örnekteki elementleri tanımak için pratik ve duyarlı bir teknik sunar(spektral analiz). Helyum, talyum ve indiyum elementleri, bu yöntemle bulunmuştur. Bilim adamları, 1860'tan 1885'e kadar spektroskopik ölçümleri kullanarak önemli veriler topladılar. İsviçreli bir öğretmen olan Johann Jacob Balmer (1825-1898) 1885'te hidrojenin dört görünür yayınlama çizgisinin (kırmızı, yeşil,mavi ve mor) dalga boylarını doğru olarak öngören bir formül türetti. Balmer' in keşfinden sonra hidrojenin diğer tayf çizgileri de bulundu. Bu tayflara bulucularının onuruna Lyman(1874-1954), Paschen (1865-1947)ve Brackett (1896-..)serileri denir. Atomların yaydığı ve soğurduğu karakteristik tayf çizgilerinin anlamı klasik fiziğin açıklayamadığı bir olaydı. Her elementin belirli dalga boyunda tayf çizgileri yayınlamasını nasıl açıklamalıyız? Ayrıca her elementin yalnızca yayınladığı dalga boylarını soğurmasını nasıl açıklayacaktık?Bu soruların açıklamasını Bohr yaptı. Bohr, Planck'ın kuantum kuramını, Einstein'in ışığın foton kuramını ve Rutherford'un atom modelini birleştirdi. 1913'te Danimarkalı fizikçi Niels Bohr (1885-1962), hidrojen atomunun tayf çizgilerini kuantum kuramına dayanarak açıkladı. Buna göre çekirdek çevresindeki elektron, her enerjiyi değil, ancak belirli enerjileri alabiliyordu. En düşük enerjili durumdaki atoma temel durumdaki atom,enerji verilmiş atomlara da uyarılmış atom denir. Elektron yüksek enerjili durumdan daha düşük enerjili duruma sıçrayarak düşer,bu sırada ışık yayınlanır. Bohr modeli hidrojen atomunun yanı sıra bir elektronlu helyum(+1 yüklü helyum iyonu) ve lityum iyonu (+2 yüklü lityum iyonu) tayf çizgilerini başarıyla açıkladı. Bununla birlikte,kuram çok elektronlu atom ve iyonların karmaşık tayf çizgilerini açıklamakta yetersiz kaldı. Compton Olayı 1952 yazında, Kopenhag' da atom fiziğinin eski dostları bir kongrede bir araya geldi. Werner Heisenberg, Niels Bohr ve Wolfgang Pauli ile aralarında geçen bir konuşmayı anlatır : "Üçümüz, bir kış bahçesinde oturduk ve kuantum teorisinin tamamıyla anlaşılıp anlaşılmadığı ve bizim ona burada 25 yıl önce vermiş olduğumuz yorumun fizikte genel geçer bir düşünce olarak kabul görmediği konularında konuştuk". Bohr şöyle dedi: "Bir süre önce yine burada,Kopenhag'da özellikle olguculuk yanlılarının katılmış olduğu bir felsefe konferansı vardı. Burada Viyana okulunun üyeleri büyük rol oynadılar. Bu filozofların önünde kuantum kuramının yorumunu yapmaya çalıştım. Konferansı verdikten sonra karşıt hiçbir düşünceyle ve zor herhangi bir soruyla karşılaşmadım. Ama bunun benim için korkunç olduğunu itiraf etmeliyim. Çünkü bir insan kuantum kuramından ürkmezse,onu anlaması da olanaksızdır. Belki de o kadar kötü bir konferans verdim ki kimse neden söz ettiğimi anlamadı." Heisenberg ve Matrisler Max Born bunu şöyle açıklıyor: " Uzay koordinatlarını ve zamanın anlarını ölçmek için, sağlam ölçü çubukları ve sağlam saatler gerekir. Momentum ve enerji ölçümleri için nesnenin etkisini almak ve göstermek üzere hareketli parçalarla düzenlemeler yapılması gerekir. Eğer kuantum mekaniği nesne ve ölçü cihazının etkileşimini tanımlarsa, her iki düzenleme mümkün değildir" Born, aynı anda konum ve momentumu ölçen bir aygıt yapamayacağımızı yineledi. Bu iki ölçüm için yapılacak denel düzenlemeler birbirini dışlar. Kuantum mekaniği, aynı anda hem ölü hem diri olunabileceğini (Schrodinger' in Kedisi) kabul eder ama, konum ve momentumun aynı anda tam bir kesinlikle belirlenemeyeceğini söyler. Max Born : " Einstein, Bohr ve benim (Born) dahil olduğum nesile bizden bağımsız, değiştirilemez yasalara göre gelişen nesnel bir fiziksel dünya olduğu öğretilmişti; biz, bir tiyatroda seyircilerin bir oyunu seyretmesi gibi bu süreci seyretmekteyiz. Einstein hâlâ bunun bilimsel bir gözlemci ile onun konusu arasındaki ilişki olmaması gerektiğine inanıyor " Fakat kuantum kuramına göre insanın niyeti fiziksel dünyanın yapısını etkiliyor.kuntum gerçekliği belirli (kesin) değil, istatistikseldir. Olgular ve olaylar (fenomenler) arasında nedensellik bağı değil, olasılık bağı vardır. İki olay arasındaki etkileşimde ya da bir olayın gelecekteki evriminde hangi sonuçların doğacağını değil, hangi sonuçların daha olası olduğunu kestirebiliriz. Ama kestirimlerimiz doğru olmayabilir. Her bir olaya bir neden arayan insanlar, yalnız düşünce dünyasında değil, gündelik yaşamda da sıkıcıdır. Onlar gerçekten çok sıkı ve sıkıcı deterministlerdir. Kuantum gerçekliği, kısmen " gözlemcinin yarattığı bir gerçekliktir" .Kara deliklere adını koyan John Wheeler şöyle demişti: " Gözlemlenmiş bir fenomen olana kadar hiçbir fenomen, bir fenomen değildir". Niels Bohr, yalnızca bir fizikçi değildi, bir filozoftu, bir kompozitördü, yorumcuydu. Felsenin fiziğini değil, fiziğin felsefesini o yarattı. Fiziğin, daha doğrusu doğal bilimlerin sorunlarıyla insansal sorunlar arasında bağ kurmaktan kaçınmadı. Parçacık ve dalga özelliklerinin birlikteliğini " bütünlerlik" olarak yorumladı ve bunu yaşama uyguladı. Örneğin Sofokles' in Antigone adlı eserinde "topluma karşı görev" ile " ailesel görev" kavramları tamamlayıcı ( birbirini bütünleyen, tamamlayan) kavramlardı. Ama bunlar, aynı zamanda, birbirini dışlayan kavramlardı. Antigon, "iyi" bir yurttaştı. Kardeşi, kralı öldürmeye çalışırken öldürülmüştü. Kral ve topluma karşı görevi, kardeşini reddetmesini gerektiriyordu, kardeşi bir haindi! Yine de ailesel ve belki de dinsel duyguları onun vücudunu gömmesini ve anısına saygı gösterilmesini istiyordu. Bu örnek ne anlama geliyor? Biz, bir organizmanın moleküler yapısını öğrenmek için onu "öldürmeliyiz". Bu durumda biz ölü şeyin yapısını biliyor oluruz.Yaşayan bir organizmada yapıyı bilemeyiz. Çünkü " yapıyı belirleme hareketi, aynı zamanda organizmayı öldürür. Şüphesiz, molekül biyologlarının yaşamın moleküler temelini kurarken gösterdikleri gibi, bu son görüş tümüyle yanlıştır. Bu örneği verişimin nedeni, Bohr, kadar akıllı olsanız bile, bilimin ilkelerinin her zamanki uygulama alanları dışına uzatılmasının yüzeysel sonuçlar verebileceğini göstermektir" |
||
|
||
| Einstein ve Kuantum Kuramı Albert Einstein devrimi, gerçek bir devrimdir. Einstein, insan aklındaki bir sıçramadır. Çünkü önce gözlem, sonra hipotez, sonra deney ve en sonra kuram diyen şu çok eski bilim anlayışına son ve büyük darbedir. O, önce düşündü. Ortaya attığı şeyler, herhangi bir denel desteğe sahip değildi ve üstelik kolayca da deneyden geçebilecek gibi görünmüyordu. Ama düşünce daha doğrusu matematik diliyle temellenen bu düşünce sıçraması, deneysel bakışta da bir sıçramayı getirdi. Bakın ne diyor : " Bir kuramın yaratılışı için yalnızca kaydedilmiş olgular topluluğu hiçbir zaman yeterli değildir. Her zaman maddenin kalbine hücum eden insan zihninin özgür bir buluşu eklenmiş olmalıdır " Einstein, kuantum kuramının öncülerinden olduğu halde sonradan bu kuramın aldığı yeni biçimlere karşı çıktı. Aşağıda Einstein'in kuantum kuramıyla ilgili çalışmalarını ve kurama yönelttiği eleştirileri size sunacağım. Kuantum kuramına yönelttiği iki büyük itirazı Kutudaki Saat ve EPR deneylerini tanıtacağım. Ancak baştan şunu belirtmek istiyorum. Einstein,kuantum kuramına kendisine yaraşır düşünsel deneylerle karşı çıkmış olsa da zaman Einstein'i değil kuantum kuramını doğrulamıştır. 1905 yılındaki makalelerinden birisi fotoelektrik olayın açıklamasıydı. Einstein,fotoelektrik olayı,ışığın tanecikli yapıda ya da fotonlar halinde alınıp verildiğini varsayarak açıklamıştı. 1924'te Louis de Broglie’nin parçacık-dalga ikiliği fikrini destekledi,foton kavramını ortaya attı, kuantum kuramı ile katıların özgül ısılarını hesapladı, Bose ile birlikte özdeş parçacıklar istatistiğini geliştirdi(Bose-Einstein İstatistiği), kuantum geçişlerine dayanan ve lazerlerin temel ilkelerini ortaya koyan bir makale yazdı ve hatta Max Born’a göre kuantum kuramının olasılıklar cinsinden yorumunu bile ilk öneren kişi oldu. 1920'li yıllardan sonra yeni kuantum kuramını benimseyen bilim insanları nesli ortaya çıktı. Elektronunun çekirdek çevresindeki hareketi tanımlandı; kimyasal bağlar kuramı bulundu; katı hal fiziği( metaller, elektriksel iletkenlik, manyetizma kuramları) geliştirildi. Bu süreç atom çekirdeğiyle ilgili bilimsel çalışmaları başlattı. Buna karşın 1928'den itibaren kuramın aldığı son biçimi eleştirmeye başladı. Eleştirisi ilkönce kuramda bir iç tutarsızlık bulmaya yönelikti; bu yöndeki eleştirilerini özellikle Niels Bohr(1885-1962) doyurucu şekilde yanıtladı. Bundan sonra kuantum kuramının deneysel yönden başarısızlığı bulunmasa veya bir iç tutarsızlığı olmasa da eksik bir kuram olduğunu ve “nesnel gerçeklik” felsefi görüşüne uyan başka bir kuram içinde yer alacağını iddia etti. Böyle yeni bir kuram bulma çabaları sonuç vermese de eleştirileri, özellikle de ünlü Einstein, Podolsky ve Rosen (EPR Deneyi) makalesi, kuantum kuramının şaşırtıcı yanlarını tartışmak bakımından çok yararlı oldu. Bu deneyde(aslında makale özgün bir deney içermez,deney versiyonunu David Bohm,1951'de öne sürmüştür) başlangıçta birbirine bağlı ama sonra birbirine zıt yönlerde hareket eden iki parçacığın birinin spinini (ya da momentumunu) ölçerek öteki hakkında bilgi edineceğimiz temel düşüncesine dayanır. 1924 yılında Louis de Broglie, enerjisi ve momentumu belli olan elektron gibi parçacıklara bir frekans ve dalga boyuna sahip dalgalar bağladı. Davisson ve Germer’in deneyleri bu dalgaların girişim yapacak kadar gerçek olduğunu gösterdi. Bu dalgalar, kuantum kuramının Kopenhag yorumunda da yer aldığı halde, de Broglie farklı, “pilot dalga” dediği bir yorum ileri sürdü. Bunun ilk şekli Wolfgang Pauli ve başkaları tarafından şiddetle eleştirildi; ama David Bohm 1950'lerde pilot dalga kavramını içeren, ama aynı zamanda yerel olmayan etkileşmeler içeren bir kuram geliştirebildi. Bu kuram şu anda fizikçilerin büyük çoğunluğunca kabul görmüş değil. Einstein, Kuantum Kuramında Neyi Kabullenemedi? 1927 yılında Bohr, Heisenberg ve Pauli ile yaptığı bir dizi tartışmanın da ışığında kuantum kuramının bir derlemesini yaptı ve Brüksel’ deki Beşinci Solvay Konferansı’na sundu. Konferansta Einstein de vardı ve Bohr, kuantum mekaniğinin Kopenhag Yorumu denen bu sunuyla Einstein' ı de ikna etmeyi ummuştu. Fakat Einstein ikna olmadı. Kuantum kuramının Kopenhag Yorumu, gerçekliğin istatistiksel yapısını göstererek determinizmi yıkmıştı; maddi gerçekliğin gözlemlemenin nasıl yapıldığına bağlı olduğunu göstererek de nesnel gerçeklik denen kavramı çökertmişti. Bohr, "Fizigin görevinin doğanın nasıl olduğunu bulmak olduğunu düşünmek yanlıştır. Fizik, bizim doğa hakkında ne söylediğimizle ilgilenir." diyordu. Doğa hakkında bir soru sorduğumuz zaman yanıtı belirlemek için kullanacağımız deney cihazını da belirlemeliyiz. Gözleyen, gözleneni etkiler. Peki bir termometreyi suya daldırıp suyun sıcaklığı şu derece derken yanlış mı söylüyoruz? Hayır da aslında termometre ile su arasındaki sıcaklık farkını ve bizim göz hatamızı ihmal ediyoruz. Bunu bilmek önemli. Büyükler dünyasında yaptığımız bu. Ama kuantum parçacıkları veya dalgaları dünyasında bunu yapamayız. Çünkü gözleme işi, elektronun durumunu değiştirir. Çünkü o gözleme durumuna göre dalga,yine gözleme durumuna göre parçacık yönünü ortaya koyar. Einstein, gözlemcinin nesnel gerçeğe olan bu etkisinin bir yol bulunup önlenebileceği görüşündeydi. İnsanlar bile, eğer gözlendiklerini bilirse davranışlarını ona göre ayarlar. Yani gözetlenen bir insanın davranışları, gözetlenmediği zamandaki davranışlarından farklıdır. Kuantum kuramının iki büyük öncüsü olan Werner Heisenberg ile Erwin Schrödinger'i Nobel Ödülüne aday gösterirken,bu kurama ilişkin son sözü, bunun " daha tam ve kesin bir kuramın kısıtlı bir görünümü olması" gerektiği olmuştu. Einstein, gençlik yıllarında Avusturyalı fizikçi ve filozof’ Mach’ın etkisinde kalmıştı. Fiziğini metafizikten arındırılması gerektiğine ,doğanın anlaşılabilir olduğuna, rastlantısal olguların daha derin ve kapsayıcı kuramlar çerçevesinde determinist (belirlenimci) yorumlarla açıklanabileceğine inanıyordu. 1925'e dek kuantum mekaniğinin en yaratıcı sonuçlarını ortaya çıkaran kendisi olduğu halde,özellikle W.Heisenberg’in belirsizlik ilkesini öne sürmesinden sonra bu alandaki gelişmeleri karşıt bir tutum içine girdi. Schrödinger’in dalga denkleminin neyi temsil ettiği üzerine Bohr, Heisenberg, Born gibi bilginlerle yaptığı tartışmalar bir uzlaşmayla sonuçlanmadı ve Einstein, çalışmalarını, yeni akımın dışında, yalnız olarak yürüttü. Bu tartışmalardan birinde şöyle yazmıştı:“Bilimden beklediklerimiz açısından birbirimize karşıt kutuplarda toplandık. Siz (Bohr), zar atan bir tanrıya, bense gerçek nesneler olarak var olan şeyler dünyasındaki yetkin yasalara inanıyorum.” Tartışmalar Başlıyor! O günlerin havasını ve özellikle Bohr ile Einstein arasındaki ünlü tartışmaları Heisenberg şöyle anlatır: "İlk anlaşmazlık, 1927 yılı sonbaharında yapılan iki kongrede su yüzüne çıktı. Kongrelerden biri,Bohr'un yeni yorum hakkında bir konferans verdiği Como'daki fizikçiler semineriydi. Diğeri ise Solvay Vakfı'nın kuantum kuramında karşılaşılan sorunların ayrıntılı olarak tartışıldığı ve küçük bir grup fizikçinin çağrılı olduğu Brüksel Solvay kongresiydi. Hepimiz aynı otelde kalıyorduk ve en sert tartışmalar konferans salonunda değil, otelde yenen yemekler arasında yapılıyordu. Bohr ve Einstein kuantum kuramının yeni yorumunda yükü en çok çeken kişilerdi. Einstein,yeni kuantum kuramının durağan karakterini kabullenmeye hazır değildi. O elbette ilgili sistemin bütün belirleyici yanlarıyla tam olarak bilinmediği olasılık hesapları yapmak istemiyordu. Böyle görüşler, eski durağan mekaniğe ve ısı kuramına dayanıyordu. Ama Einstein olayların kapsamlı bir tanımının yapılması için gerekli belirleyici yanlarını bilmenin tamamıyla olanaksız olduğu görüşünü kabul etmiyordu. "Sevgili tanrı zar atmaz" cümlesi bu tartışmalarda ondan en çok duyulan cümleydi ve bir değişimi yansıtıyordu. Ayrıca Einstein belirsizlik ilkesiyle uyuşamıyordu. Ve içinde bu bağıntıların artık geçerli olmadığı deneylerin ne olabileceğini düşünüyordu. Tartışmalar genellikle sabahın erken saatlerinde,kahvaltıda başlıyordu. Einstein bize,kendi ilkesine göre belirsizlik bağıntısını çürüten yeni düşünceleri açıklıyordu. Biz bunları hemen analiz etmeye başlıyorduk ve genellikle Bohr ve Einstein'e eşlik ederek konferans salonuna giderken,yolda sorunun ve iddianın açıklanmasına girişiliyordu. Daha sonra bütün gün boyunca bu konuda pek çok konuşma yapıldı ve Niels Bohr,Einsteinle yediği bir öğle yemeğinde,kendisi tarafından önerilen deneyin belirsizlik ilkesini zedelemediğini ispatladı. Einstein,biraz tedirgindi;ama ertesi sabah kahvaltıda öncekinden daha komplike olan ve belirsizlik ilkesinin geçersiz kılacağını düşündüğü yeni bir düşünce deneyine hazırdı. Böyle bir girişim elbette ilk akşamdakinden daha iyi değildi ve bu oyun birkaç gün sürdükten sonra Einstein'in dostu Paul Ehrenfest'in isyanı geldi. Einstein ‘in Kutudaki Saat Deneyi Enstein, pes etmedi. 1930 yılındaki Altıncı Solvay Konferansı’na hazırlıklı geldi. Kendine yaraşan bir düşünce deneyi ortaya attı: Kutudaki Saat deneyini. Einstein, ışık geçirmeyen bir kutu içinde bir saat bulunduğunu varsaydı. Bu kutunun kapağı çok hızlı açılır kapanır cinstendi. Kutu içinde foton gazı hapisti. Kapak açılıp kapatıldığında bir foton dışa kaçıyordu. Buna göre kapağın açılışının öncesinde ve sonrasında kutu tartılarak fotonun kütlesi ve bu nedenle de enerjisi ölçülebilirdi. Sonuç olarak, fotonun enerjisini ve zamanını istenen kesinlikte ölçmek olanaklıydı. Bu ilişki, belirsizlik ilkesini ihlal ediyordu.Bohr, bu problemi düşünerek uykusuz bir gece geçirdi. Einstein ' in düşünme tarzı doğru ise kuantum mekaniği yanlış çıkmalıydı. Bohr, sabah olmadan Einstein' in mantığındaki çelişkiyi buldu. Foton, kutuyu terk ederken kutuya bilinmeyen bir momentum verirdi; ayrıca kutunun onu tartmakta kullanılan kütlesel çekim alanı içinde hareket etmesine yol açardı. Foton kaçtığı zaman oluşan itme nedeniyle saatin konumu belirsizleştiği için onun ölçüldüğü zaman da belirsizleşirdi.Bohr, Einstein ' in düşünce deneyinin aslında belirsizlik ilkesini ihlal etmediğini, tersine onu doğruladığını gösterdi. EPR Deneyi Bilim adamı deneyim ve deneylerin dünyası ile işine başlar. Fiziksel sezgiden başka bir şey olmayan bir temelde, deneyimden bir mutlak önermenin soyutlamasına geçer-tıpkı Einstein’ın eşdeğerlilik ilkesinin, kütlesel çekimin geometri olduğu anlamına geldiğini kavraması gibi. Einstein bu kavramsal sıçramayı, herhangi bir deneyin onu kontrol edebileceği yerin çok ötesinde ve herhangi bir destekleyici kanıta sahip olmadan önce yapmıştı. Böyle bir kanıt nasıl olabilirdi? Hiçbir fizikçi kütlesel çekimin geometriyle ilişkisini hiç düşünmemişti bile. Bir sonraki adım, önermeyi, deneysel olarak kontrol edilebilen özel kuramsal sonuçlar çıkarmak üzere kullanmaktı. Genel görecelik kuramı açısından bu sonuçlar, Merkür’ün yörüngesindeki kayma gibi kestirimlerdir. Herhangi bir deney, kuramsal sonuçların yanlış olduğunu gösterirse, bu aynı zamanda, bu sonuçların dayandığı önermenin de yıkılışını getirir. Mutlak önermenin, sonucun yanlışlığının bulunmasından zarar görebilmesi, pozitivist yöntemin bir parçasıdır. Fakat, Einstein’in yönteminde merkezi durumda olan kuvvetli bir anti pozitivist unsur, ilk yere mutlak önermeyi koyan deneyimden sezgisel bir sıçramadır. Teorisyen, mutlak önermeyi rasyonal olarak deneyimden çıkaramaz; çünkü o deneyimi aşar. yalnızca sezgi, ilham olarak gelen bir tahmin önermeyi icat edebilir. Bu Einstein’ın “Bir teorinin yaratılışı için, yalnızca kaydedilmiş fenomenler topluluğu hiçbir zaman yeterli değildir-her zaman maddenin kalbine hücum eden, insan zihninin özgür bir buluşu eklenmiş olmalıdır” derken kastettiği şeydir. Fizikte çok miktarda yaratıcı çalışma, sezgiyi ilk adım olarak alan bu yöntemle ilerler, bu bilimsel yaratıcılığın rasyonal olmayan ama doğrulanabilir bir yönüdür.Birinci Dünya Savaşı'nı izleyen yıllarda, Einstein’ın ünü arttı ve dünya çapında ünlü oldu. Düşünebildiğim kadarıyla, böyle dikkat çeken başka bir tek kişi vardı, o da ahlaki bir önder olarak ilgi toplayan, ünlü bir kişi oluşunu Hindistan’ın sömürgecilikten kurtulmasına önderlik etme aracı olarak kullanan Gandhi idi. Einstein, hiçbir zaman ünlü bir kişi olmak istemedi.Yine de öyle olunca, ününü inandığı şeyleri geliştirmek için kullandı. Bu Einstein olayı nasıl açıklanabilir? Burada etki olan çeşitli faktörler vardır: İlki okur yazarlığın artışıyla bağlantılı olarak radyo ve kitlesel dolaşımı olan gazetelerin çıkışıydı. İkinci olarak, Avrupa savaş nedeniyle yorgun ve harap düşmüştü, özellikle Almanya’nın yenilgiden bir şeyler kurtarması gerekiyordu. Halkın ilgisi politik dünyadan çok uzak görünen ve Almanlara kendi büyük bilimsel kültürlerini hatırlatan Einstein’a ve başarılarına döndü. Savaş sırasında, Einstein, her zamanki gibi kendi yolundan gitti. Bu tavrın hıyanete eş sayıldığı bir zamanda o bir barışseverdi (pasifistti). Pek çok Alman Yahudisi kendi kimliklerini gizleyip asimile olurken, O Yahudi olmakla övünüyordu. Bunlar popüler olmayan özeliklerdi; ama Einstein’ın ilkeli adamların nadir bulunduğu bir zamanda kamuoyunda ilkeli adam olarak tanınmasını sağladı. Son olarak Avrupa'da o yıllar ideolojik tartışma ve çelişki yılları idi. Rusya’da 1917 devriminin sonucu olan bir iç savaş vardı. Her yerde faşizm yükselmekteydi. Sosyal ve dini filozoflar, doğanın açığa çıkışında bir sonraki adım olduğu açık hale gelmiş olan Einstein’ın yeni teorilerinde kendi görüşleri için destek aradılar. V. Fock ’un önderlik ettiği Sovyet fizikçileri, göreliliği, idealizmin saldırılarına karşı savunmayı ve onun, Sovyet devletinin ideolojik temeli olan Lenin’in materyalizmi ile sıkı bir uyum içinde olduğunu belirtmeyi gerekli gördüler. İngiltere ve Amerika'da bazı bilim adamları, Einstein’in görelilik kuramının, insanın ahlaki değerlerinin sosyal ve kültürel ortamlarına göre, göreli olarak değiştiğini savunan bir felsefe olan, ahlaki veya kültürel görelilik ile hiçbir ilişkisi bulunmadığında ısrar ettiler. O zamanlar bu felsefe üniversitelerde popüler idi ve geleneksel dinleri tehdit ediyordu. Kendisi bir kveykır (bir mezhep) olan Arthur Eddington, dindar insanları evrende Tanrı ve Ruh için hala bir yer bulunduğu konusunda temin ediyordu. Bu gelişmeler karşısında, Einstein kendisi, on yirmi yaş arası yıllarında formüle edilmiş olan kozmik felsefesini, evrenin insanoğlu ve onun problemlerine karşı kayıtsız olduğunu yineledi. Fakat ahlaki sorunların insanın varlığı için son derece önemli olduğunu ve insanlığın kendi kurtuluşu için bir ahlaki düzen yaratması gerektiğini belirtti. |
||
|
||
| Einstein’in ünü büyürken ve evren konusundaki görüşü kamu oyunun bildiği bir şey haline gelirken bile, fiziğin kendisi büyük adımlarla ilerliyordu. 1920'lerde, atomik fenomenlerin kuantum kuramı yaratıldı. Einstein bunun, yanlış olduğu için değil( deneyler konusunda aynı görüşte idi), onun fiziksel gerçeklik konusunda tam olmayan bir tanım verdiğini hissettiği ve dünyanın nesnelliği ve determinizmini reddettiği için, reddetti. Niels Bohr ile büyük tartışmaları başladı(bu konu kuantum kuramı bölümünde ele alınacaktır). 1920'lerin sonlarında ve 1930'larda, yen kuantum kuramını kabul eden ve büyük başarıyla uygulayan yeni bir fizikçiler nesli ortaya çıktı. Kimyasal bağlar kuramı keşfedildi, yeni kuantum kuramı kimyanın temellerini açıkladı. Yeni kuantum kuramından katı halli maddeler, metaller, elektriksel iletkenlik ve manyetizma kuramları geliştirildi. Nükleer fizik başladı. Einstein’in bu gelişmelerle çok az ilgisi oldu. 1926'dan sonra fizik yan işi oldu. Aslında Einstein, yeni kuantum kuramının yeterince radikal olmadığını düşünüyordu. Einstein, kuantum kuramının bir birleşik alan kuramının-elektriksel, manyetik ve kütlesel çekim alanlarını birleştiren ve genel göreceliğin ötesine geçen bir kuram- sonucu olabileceğini düşünüyordu.1938'de Einstein “şimdi yirmi yıldan fazla bir süre, bu temel elektrik sorunu ile mücadele etmiş bulunuyorum ve onu bırakamamakla birlikte cesaretim oldukça kırıldı” dedi. Elektrik ve kütlesel çekimi birleştirmeyi başaramamışsa da doğadaki tüm kuvvetleri birleştirmeye çalışmanın önemini vurgulayan ilk fizikçilerden biriydi. Bu konu, fiziğin ancak son yıllarda üzerinde büyük ilerleme sağlamış olduğu amaçlardan biri idi. Tüm çalışması içinde, genel görecelik dışında, yaptığı her şeyin onsuz keşfedilmiş olabileceğini düşünüyordu. Bu onun yaratıcılığının ve bir bilim olarak klasik fiziğin tacı idi. Fakat, en azından gelecek yarım yüzyıl için, fizikte ilerlemeye giden yol, başka bir yerde buluyordu.Einstein, yaşamının sonuna değin, elektromanyetik alan ile kütle çekimi alanını bir tek denklemler kümesinde birleştirerek bir birleşik alan kuramı geliştirmeye çalıştı; ama bunda başarılı olamadı. Einstein Nasıl Klasik Fizikçi Oldu? 1925' e değin kuantum kuramıyla ilgili en yaratıcı sonuçları ortaya koyan kendisiydi. Görelilik kuramını düşünmeseydi bile kuantum kuramının yaratıcıları arasında ilk sıralardaydı. 1905 yılındaki yazılarından biri, fotoelektrik olayın açıklamasını ışığın kuantumlu yapısıyla açıklamasıydı. Nobel ödülünü de bu yazısı nedeniyle almıştı. O, kuantum kuramının kurucularındandı. Oysa özellikle Heisenberg' in belirsizlik ilkesini ortaya atmasından sonra bu alandaki gelişmelere karşı bir tutum içine girdi. Schrödinger' in dalga denkleminin neyi temsil ettiği üzerine N.Bohr, W.Heisenberg, M.Born gibi bilginlerle yaptığı tartışmalar bir uzlaşmayla sonuçlanmadı ve Einstein, çalışmalarını, yeni akımın dışında, yalnız olarak yürüttü. Einstein, bundan sonra, yeni kuantum kuramının tutarlılığı konusunda hiç tartışmaya girmedi. Gerçi bu kuantum kuramının doğanın tam ve nesnel bir tanımını vermediğini savunmaya devam etti. Ancak bu karşı çıkış, bir kuramsal fizik karşı çıkışı değil, felsefi bir konu oldu. Einstein ile Bohr arasındaki tartışma yaşamları boyunca sürdü; ama hiçbir zaman sonuçlanmadı. Sonuçlanamazdı da.Tartışma, bir kere gerçekliğin, cihazla belirlendiği şeklindeki ortak varsayımı bıraktıktan ve gerçekliğin yapısını değerlendirmede bir farklılık haline geldikten sonra sonuçlanma olanağı yoktu. Karşılıklı bir sevgi ile bağlı olan iki titan, en klasik fizikçi ve yeni kuantum fiziğinin lideri son günlerine dek tartıştılar. 1920'lerin sonlarına dek, yeni kuantum kuramının yorumuna dokunulmadı. Onunla bir genç fizikçiler nesli büyüdü, fakat onlar uygulamalarına kıyasla yorumuna ilişkin problemlerle daha az ilgili idiler. Yeni kuram, o güne kadar olmadığı şekilde, matematiğin kuramsal fizikteki üstün yerini vurgulamıştır. Soyut matematikte büyük teknik gücü ve onu fiziksel problemlere uygulama yeteneği olan kişiler ön plana geçtiler. Yeni kuantum kuramı, doğal fenomenlerin açıklanması için en güçlü matematiksel araç haline geldi, bilim tarihinde kıyaslanamaz bir başarıydı bu. Kuram, dünyanın sanayi ülkelerindeki binlerce genç bilim adamının entellektüel enerjisini açığa çıkardı. başak hiçbir fikir kümesi teknolojide bu kadar etkili olmamıştı ve onun pratik uygulamaları uygarlığımızın sosyal ve politik kaderini şekillendirmeye devam edecekti. Şimdi bizim gelişmemizi programlayan kozmik yasanın-evrenin değişmez yasalarının- yeni bileşenleriyle temas kurduk. Transistör, mikro yonga, lazerler gibi pratik cihazlar ve soğukla ilgili bilim teknoloji teknik uygarlığın öncüsü tüm endüstrilerin gelişimini sağlamışlardır. Bu yüzyılın tarihi yazıldığı zaman, politik olayların insan ömrü ve paraca büyük bedellerine rağmen en etkili olaylar olmadıklarını göreceğiz. Onların yerine, ana olay, görünmeyen kuantum dünyası ile insanın ilk teması ve onu izleyen biyolojik ve bilgisayar devrimleri olacaktır. Yeni kuantum kuramı ile kimyasal elementlerin periyodik tablosunun temeli, kimyasal bağın yapısı ve moleküler kimya anlaşılmıştır. Denel araştırmalarla desteklenen bu yeni kuramsal gelişmeler, modern kuantum kimyasının yükselişini getirmiştir. Dirac, 1929'da yazdığı bir yazıda şunları söyleyebilmiştir: “Böylece, fiziğin büyük bir kısmının matematiksel kuramı ve tüm kimya için gerekli fiziksel yasalar tam olarak bilinmektedir. ”Molekül biyologlarının ilk nesli, Ervin Schrödinger ’in yaşayan organizmaların genetik dengesinin bir maddi moleküler temeli olması gerektiği tezini ileri sürdüğü bir kitabından esinlenmişti. Pek çoğu eğitilmiş fizikçiler olan bu araştırmacılar, genetik konusunda yeni bir tavır geliştirdiler ve zamanın biyologlarının çoğu için yabancı olan moleküler fiziğin denel yöntemlerini getirdiler. Yaşam problemi konusundaki bu yeni tavır, organik yeniden üretim için fiziksel temel olan DNA ve RNA molekül yapılarının keşfi ile sakinleşti. Bu keşfin bir fizik laboratuarında yapılmış olması rastlantısal bir durum değildi, bu keşif kendi içinde yeni bir başlatan bir keşifti. Katıların kuantum kuramı geliştirildi. Elektriksel iletkenlik kuramı, katıların bağ kuramı ve manyetik maddeler kuramı, hepsi yeni kuantum mekaniğinin ürünleriydi. 1950'lerde, süper iletkenlik kuramında, çok düşük sıcaklıklarda direnç olmadan elektrik akımı akışı fenomeninde; süper akışkanlıkta, sıvıların sürtünme hareketi kuramında büyük gelişmeler vardı. Maddenin faz değiştirmesi-sıvıdan gaza veya katıya dönüşümü gibi- kuramında ilerlemeler kaydedildi. Yeni kuantum kuramı atom çekirdeğinin keşfi için teorik aparatı sağladı ve nükleer fizik doğdu. Radyoaktif bozunmada muazzam bir enerji açığa çıkmasının temeli anlaşıldı- radyoaktif bozunma kuantum mekaniği olaylarını ilgilendiren klasik olmayan bir süreçti. Fizikçiler ilk kez, yıldızların enerjisinin kaynağını biliyorlardı ve astrofizik modern bilim oldu.Eğitilmiş kamuoyunun bu gelişmeleri izlememiş olması dikkate değerdir. Kuantum kuramı, daha önce genel görecelik kuramında olduğu gibi kamuoyunun dikkatini çekmedi. İlk olarak,1930'lu yılların başlarında bir ekonomik depresyon yaşanmaktaydı. İkinci olarak, politik fikirler pek çok entellektüeli meşgul ediyordu. Üçüncü olara ve kanımca en önemlisi olarak, kuantum kuramının soyut matematiksel özelliği mevcut insan deneyimi ile ilgili değildi. Kuantum kuramı cihazla saptanmış maddi gerçekliğin kuramıdır insan gözlemci ve atom arasında bir cihaz bulunmaktadır. Heisenberg şunları söyledi: “ Bilimde ilerleme, doğa fenomenlerini anında ve doğrudan şekilde düşünce tarzımızca kavranabilir yapma olasılığı pahasına satın alınmıştır” ve yine Heisenberg “Bilim gittikçe daha fazla, hemen duyularımızla kavranabilir fenomenleri ‘canlı’ yapma olanaklarını feda etmekte, yalnızca sürecin matematiksel, formal çekirdeğini çıplak bırakmaktadır” demiştir. |
||
|
||
| KUANTUM FİZİĞİ VE DÜŞÜNCE DÜNYAMIZIN KONTROLÜ “Yaşamdaki temel amacımız nedir?”… sorusunun en mantıklı cevabı sanırım “Mutlu olmak” olmalıdır. İstisnasız tüm insanların yaşlısı genci, yoksulu zengini, Paris’lisi İzmir’lisi…ne kadar farklı yaşam tarzlarına sahip olursak olalım ne kadar farklı çevrelerde yaşarsak yaşayalım temelde ihtiyaçlarımız aynıdır. Ancak günlük yaşam içinde hepimizin sıkıntıya girdiği oldukça mutsuz olduğu adeta aşılması imkansız bazı sorunları vardır. Bu sorunlar dış etkenlere bağlı olabileceği gibi büyük bir oranda aslında kendi düşünce sistemimizin ortaya çıkardığı sorunlardır. Bu nedenle gerçekte insanoğlu sorunları aşmaya çalışırken en büyük mücadeleyi yine kendisine karşı vermektedir. Karşılaştığımız sorun nedenli büyük yada aşılmaz olursa olsun aslında düşünce sistemimizin ortaya çıkardığı ve dolayısıyla da yine beynimizin çözebileceği sorunlardır. Burada esas olan insanın düşünce sistemini değiştirmesi yada sorunu çözebilecek şekilde soruna adapte etmesidir. Bu ise gerçek anlamda zihinsel, bedensel eğitim ve ciddi çalışma gerektirmektedir. İnsanın mutluluk sorunu felsefe, psikoloji, nöroloji, psikiyatri, sosyoloji, fizik…gibi aslında bütün bilimlerin ortak sorunudur. İnsan düşüncesinin oluştuğu ve yönetildiği yer olan beynimiz bilindiği gibi yaşamımıza dair olumlu yada olumsuz her şeyden adeta sorumludur. Bu durumda bütün mesele beynimizin işleyiş mekanizmasının çözümlenmesi düşüncelerin nasıl oluştuğunun ve nasıl yönetildiğinin ortaya çıkarılmasıdır. Bu ise sadece nörologların yada tıp biliminin altından kalkabileceği bir sorun değildir. Zaten şuan kadar da bu alanda fazlaca bir yol kat edilememiştir. Aslında insan beyninin ürünü olan düşünce ve eylemler yine o kişinin geçmişte yaşadığı olaylar ve deneyimler tarafından belirlenmektedir. Kişilik dediğimiz kavram tüm bunların bileşkesidir. Geçmişte yaşanılan her olay deneyim yada bilgi, beyin hücrelerinin içinde bir takım protein zincirlerinin oluşmasına yada bir çeşit yolların oluşmasına neden olmaktadır. Bu yollardan daha sonra düşünce oluşumu ve yönetimi esansında elektronik sinyaller rahatlıkla geçerek çeşitli kararların alınmasını yada alınamamasını ve uygulanmasını sağlarlar. Örneğin iğne battığında acı hissini yaşamamızın yada çok sevdiğimiz bir tatlıyı yediğimiz zaman mutluluk hissini yaşamamızı sağlayan bu elektronik sinyal bağlantılarıdır. Bütün bunlar aslında yaşadığımız olaylara beynimizin getirdiği yorumla ilişkilidir ve bu yorum da beynimize yine geçmişte yaşanan olaylar esnasında öğretilmiştir. Örneğin aynı restorana gittiğimizde aynı yemeği yeme eğilimimiz bu şekilde kolayca oluşmaktadır. Sigara içen bir kişinin bir türlü bu alışkanlığından kurtulamamasının nedeni de yine budur. Bütün bu beyinsel aktiviteleri bilimsel açıdan incelediğimizde bütün olup biten yaklaşık 1200 g olan beynimizde bulunan yaklaşık 100 milyar kadar hücre arasındaki çok küçük elektriksel sinyallerin sürekli olarak merkezler arasındaki hareketidir. Düşüncenin oluşumu da bunun eyleme dönüşmesi de tamamen elektronik sinyaller aracılığı ile olmaktadır. Bu sinyaller boyutların çok küçük olduğu mikro evren de gerçekleşmektedir. Mikro evrende (uzunluk<< 10-6m) gerçekleşen bu olaylar yine bu evrenin kurallarıyla ancak gerçekleşebilir. Mikro evreni yöneten yasaları konu alan kuantum fiziği bu alanda yapılacak çalışmaların olmazsa olmazı konumundadır. Zira kuantum fiziği mikro evreni yöneten yasaları aslında 1900 yılından beri araştırmakta ve çok önemli ölçüde de çözümlemiştir. Bu nedenle insan beyninde meydana gelen düşünceler ve bunların yönetilmesi, eyleme dönüşmesi konusu kuantum fiziği yasalarının yönetimi altındadır. Örneğin mikro evrende tünel olayı gerçekleşir, yani bir elektron kendi enerjisinden daha büyük bir enerji barajını aşıp barajın arka tarafına ulaşabilir. Bu kuantum mekaniksel ve mikro dünyaya ait bir olaydır ve her an gerçekleşir. Buna benzer bir çok olay yine kuantum dünyasında şuanda gerçekleşmektedir. Kuantum fiziğinin düşünce dünyamız ve bunun yönetilmesinde nasıl kullanılabileceğine geçmeden önce mikro dünyayı şekillendiren yada yöneten kuantum evreni nin bazı çok temel bulgularına kısaca göz atarsak şunları özetleyebiliriz: 1-Mikro Evrenin Hareketliliği (Dinamizmi): Kuantum Fiziğinde ve dolayısıyla mikro evrende her şey mutlak anlamda hareket halinedir. Durağan yada statik hiçbir tanecik yoktur. Zaten kuantum fiziği statik sistemlerle ilgilenmez. O halde mikro dünyanın en temel özelliklerinden birisi mikro evrenin dinamik olmasıdır. 2-Mikro Evrende Kesiklilik (süreksizlik) yada Kuantizasyon: Enerjinin aslında sürekli olmadığı fikri ilk kez kuantum fiziğinin en önemli kurucularından biri olarak anılan Max Planck tarafından 1900 yılındaki fizik kongresinde ortaya atılmıştır. (Enerji = n h f ….burada n bir tam sayı, h Planck sabiti olarak adlandırılan evrensel bir sabit ve f de frekanstır.) Bu düşünce o güne kadar var olan düşünceleri temelden sarsmış ve yeni bir dünyanın yani kuantum dünyasının doğmasına neden olmuştur. Madde yani kütle mikro dünyada kuantizedir yani madde belli noktalarda bulunan atomlardan meydana gelmiştir. Einstein’ın “Enerji ile kütle eşdeğerdir.” ( E=mc2 ) ifadesi ile bu fikir birleştirildiğinde enerjinin kuantize olması gerektiği hemen anlaşılabilir. Artık hakkında hiçbir kuşku bulunmayan bu kesin gerçek bizi daha sonra momentum, konum, hız ve açısal momentum gibi bir çok kavramın mikro dünyada kuantize olduğunu keşfetmemizi sağlamıştır. 3- Mikro Evrende Dalga Fonksiyonu (Ψ): Mikro evrenin kuantize oluşu daha sonra Erwin Schrödinger’i mikro dünyadaki bütün taneciklerin uyması gereken bir denkleme götürmüştür. Bu denklem ünlü Schrödinger Dalga Denklemi’dir. Bu denklemin en önemli yeniliklerinden biri taneciklerin davranışının bir matematiksel fonksiyon (Ψ) tarafından tanımlanmasıdır. Bu fonksiyonun belirlenmesi ile söz konusu taneciğin bütün özellikleri belirlenmiş oluyor. Bu şekilde (Ψ) nin devreye girmesi ile bunun karesine eşit olan olasılık yoğunluğu devreye giriyor. Yani parçacıklar uzayın belli noktasında belli bir anda belirli bir olasılıkla var olabilmektedir. Böylece klasik fizikteki determinizm ortadan kalkıyor ve olasılıklar devreye giriyor. Artık hiçbir şey eskisi kadar kesin değil yada hiç kesin değildir. Ancak bazı olasılıklarla tanecikler belli yerlerdedir. Ünlü fizikçi Einstein dahi bu gerçeği kabul etmekte zorlanmıştır ve “Tanrı asla zar atmaz” demiştir. Ancak gerçek odur ki mikro dünyada kesinlik yok ve olasılıklar vardır. 4- Mikro Evrende Heisenberg Belirsizlik ilkesi: Olasılıklar fikri daha sonra Heisenberg’i olasılıkların olduğu yerde belirsizlikler de vardır fikrine götürmüş ve kendi adıyla anılan yine çok önemli bir yasa olan belirsizlik ilkesini ortaya koymasını sağlamıştır. Artık yapılan ölçümler kesin değildir. Her ölçümde bir belirsizlik vardır. Eğer siz örneğin elektronun konumunu ve ona bağlı olan hızını ölçmek isterseniz, konumu ne kadar doğru ölçerseniz o ölçüde hızını ölçemezsiniz yada hızını ölçmedeki belirsizlik artar. Bu belirsizlik sadece mikro evrende etkili olabiliyor. Makro evrende belirsizlik çok küçük olduğu için hiçbir etkisi yok biz bunu doğal olarak algılamıyoruz. 5- Mikro Evrenin Dual (ikili) Yapısı: Fizikçileri şaşırtan bir başka çok önemli konuda mikro evrende yada atomik boyutlarda maddenin ve ışığın dual (ikili) karakteridir. Diğer bir deyişle madde yani tanecik bazen dalga karakterine bazen de tanecik karakterine bürünür. Aynı dual karakter ışık için de net bir şekilde gözlenmiştir. Işık bazen tanecik yani foton gibi bazen de dalga gibi davranır. Ancak ya biri yada öteki duruma hakimdir. İkisi de aynı anda varolamazlar. 6- Mikro Evrende Tünel olayı: Kuantum fiziğinin diğer bir çok önemli gözlemi tünel olayı olarak isimlendirilen olaydır. Bu olay bize mikro dünyada örneğin bir elektronun olmaması gereken yerde bulunabileceğini göstermiştir. Klasik açıdan bir elektron kendi enerjisinden büyük bir duvarı aşarak duvarın arka tarafına geçemez. Oysa kuantum mekaniksel denklemler ve gözlemlerimiz göstermiştir ki, bu mikro dünyada her an gerçekleşen olağan bir olaydır. Örneğin elektronik aletlerimizde kullandığımız transistorler de bu olay çok olağandır. 7-Karşılıklı Etkileşim (Correspondence) İlkesi: Kuantum fiziği ile klasik fizik arasındaki ilkeler ve yasalar bu denli çelişkili olduğuna göre acaba nerede ve nasıl bu ikisi kesişebilir diye bakıldığında ise şu sonuç net olarak bulunmuştur. Kuantum fiziği yasalarından klasik fizik yasaları elde edilebilmektedir (tümevarım ilkesi). Yani mikro dünyanın verilerinin birleştirilmesi ile makro dünya hakkında bilgiler elde edilebilmektedir. Bu tersinir olmayan bir ilişkidir. Yani makro dünya (klasik fizik) yasalarından mikro dünya (kuantum fiziği) yasaları elde edilemez. Yukarıda çok kısaca ifade edilen ve bunlar gibi bir çok bilimsel yasa insan düşüncesinin de üretildiği ve yönetildiği yer olan insan beyninde gerçekleşmektedir. Dolayısıyla insan beyninin işletim sisteminin bu yasalara uymak zorunluluğu açıktır. Normal insan sağduyusu ve mantığı ile çelişen bu bulgular mikro evreni şekillendirdiğinden insan düşüncesini de mutlak anlamda şekillendirmektedir. O halde yapılması gereken şey bu yasaların yardımıyla insan beyninin işleyiş mekanizmasını kuantum fiziği yasaları ile yeniden çözümlemektir. Ancak bu konu o kadar da kolay olamamaktadır. Aslında oldukça farklı ve karmaşık bir çalışma alanına girmiş oluyoruz. Zira insan yaşamını yöneten beyinsel aktiviteler yada kısaca düşüncelerin çözümlenmesi yada yönetilmesi konusu bir çok disiplinin birlikte çalışmasını gerektiren bir konudur. Ancak çözümlemenin beklide en önemli aşamasını, mikro evrendeki kuantum fiziksel yasaların insan düşüncesine uyarlanması oluşturmaktadır. Mikro dünyayı yöneten kuantum fiziksel yasalar ile yine mikro dünyanın ürünü olan insan düşüncesi birleştirildiğinde çok temel anlamda öne çıkan bazı noktalar şunlardır: 1- Düşüncenin Kuantizasyonu: İnsan düşüncesi fiziksel açıdan incelendiğinde enerji anlamına gelmektedir. Düşünce, mikro tanecikler olan beyin hücreleri tarafından meydana getirildiğine göre mikro evren in yasalarıyla yönetilmelidir ve kuantize olmak zorundadır. Gerçekte yaşam, beyinde düşünce kuantları nın oluşması ve bunların insan bedenini yönetmesi anlamını taşımaktadır. Herhangi bir düşüncenin yönetilmesi yada yönlendirilmesi o düşünceyi oluşturan çok küçük elemanter parçacıklar olan düşünce kuantlarının yönetilmesi anlamına gelmektedir. Bu olay ise bütün bir düşüncenin kontrol edilmesine oranla çok daha kolay olmalıdır. Çünkü düşünce kuantları enerji miktarı olarak değerlendirildiğinde düşüncenin tamamına göre çok daha küçüktür. Bu anlamda yapılması gereken şey kuantum fiziği yasalarını kullanarak düşünce kuantlarının ortaya çıkışı ve gelişiminin çözümlenerek kontrol edilmesidir. Her hangi bir olay yada konu hakkındaki özellikle olumsuz ve rahatsız edici istenmeyen düşünceler bu şekilde ayıklanarak yok edilebilir ve istendik türden yapıcı ve olumlu düşüncelerin ortaya çıkması sağlanabilir. 2- Düşüncenin Matematiksel İfadesi: İnsan düşüncesi bir çeşit enerji olduğuna göre ona eşlik eden ve onu tanımlayan bir matematiksel dalga fonksiyonu yani düşüncenin fonksiyonu olmalıdır. Bu fonksiyon o düşünceye ait her türlü bilgiyi içinde barındırır. Dolayısıyla tespit edilmesi durumunda o düşünceye ait her şey bilinir duruma gelecektir. Özellikle istenmeyen düşüncelere ait fonksiyonların belirlenmesi ile o düşüncenin çözümlenmesi ve ortaya çıkmasının yada yok edilmesinin sağlanması mümkün olabilecektir. Burada önemli olan nokta kuantum fiziği yasaları ile dalga fonksiyonunun bulunmasıdır. 3- Düşüncedeki Tünel Olayı: İnsanların yaşamları boyunca karşılaştıkları ve aşılması mümkün olamayan engeller (düşünsel ve yaşamsal sorunlar) gerçekte özel bir teknik ile yani tünel olayı ile aşılabilir. Bu bir elektronun gerçekleştirdiği tünel olayından asla farklı değildir. Bunun için gerekli koşulların sağlanması ve nasıl yapılacağının kuantum mekaniksel anlamda belirlenmesi gerekmektedir. Böylece üstesinden bir türlü gelemediğimiz yaşamsal sorunlarımızı bu özel teknik sayesinde yeterli enerjimiz olmasa dahi aşabilecek ve yeni ufuklara doğru rahatlıkla yol alabileceğiz. 4- Düşüncede Tümevarım ilkesi: İnsan beyninde meydana gelen düşünce kuantları nın birleştirilmesi ile düşüncenin bütünlüğü yani makro düşünceler elde edilebilir. Böylece mikro düşünce kuantları ndan makro düşünce bloklarına geçiş yapılabilir. Bu düşünce blokları doğrudan yaşamımıza ait düşünceleri, kararları, eylemleri kısacası her şeyi kapsamaktadır. Sonuçta insan beynindeki düşüncelerin fizyolojik anlamda çok küçük elektronik sinyallerden meydana geldiği ve dolayısıyla da enerji olduğu gerçeğinden hareketle insan düşüncesinin de kuantize olduğu ortaya çıkmaktadır. O halde sorun bu düşünce kuantlarının kontrol edilmesi ve yönetilmesi sorunudur. Düşüncenin süreksizliği yada kuantize olduğu gerçeğinden hareketle hepimizin sıkıntıya girdiği ve istemediği yada kurtulmaya çalıştığı düşüncelerden ve dolayısıyla da eylemlerden kurtulması mümkün olabilecektir. Bir anlamda insanın mutluluğu bu şekilde ciddi olarak artırılabilir. Ancak bunun için sadece düşünce yönetiminin kuantum mekaniksel teorilerinin geliştirilmesi yetmez, buna ilaveten bu modellerin insana kazandırılması için nasıl bir eğitim sürecinin gerektiği de ortaya konmalıdır. Bu gerçekte ciddi çalışma ve sabır gerektirmektedir. Her şeye rağmen, kısa bir süre sonra insan zekasının harika birikimleri ve kuantum fiziği sayesinde yine insan zekasının ortaya çıkardığı ve insanın mutluluk yollarını tıkayan engeller rahatlıkla aşılabilecektir. Prof. Dr. Mustafa EROL Dokuz Eylül Üniversitesi, Buca Eğitim Fakültesi, Fizik Eğitimi Anabilim Dalı, İZMİR. |
||
|
||
| BİLİM DÜNYASINDA KUANTUM GERÇEKLİĞİ Kimse bakmadığı zaman atomun ne yaptığı sorusunu açıklamak ve kuantum ölçme problemini çözmek için bilim dünyasında en azından sekiz farklı kuantum gerçekliği resmi öne sürülmüştür. 1- Derin gerçeklik yoktur 2- Gerçek gözlemle yaratılır 3- Bölünmemiş bütünlük 4- Bir çok dünya yorumu "5- Kuantum mantığı " 6- Neo Realizm 7- Bilinç gerçekliği yaratır 8- Çift katlı dünya “Bir kuantum sıçraması sırasında gerçekten ne olur?” Bilim dünyasının araştırıp ortaya koyduğu bu sekiz gerçekliğe kısaca bir göz atmak, kuantum fiziğini anlamak konusunda bize bilimsel bir açı da sunacaktır. Kuantum gerçekliğini günlük yaşama indirgeyebilmek için bilimin verilerini temel kaynaklarımız kabul ederek yola koyulmamız, kuantum fiziğinin felsefi yorumlarını yapmak açısından çok yararlı ve günümüz anlayışına uygun olacaktır. Önce bilimsel veri sonra bilim felsefesi ve ardından günlük yaşama indirgeme; diğer disiplinlerle olan bağlantıları çözme ya da yapılandırma, bir sıra takip ettiğinde kuantum gerçekliğini anlama açısından araştırıcının da anlayışını kolaylaştırır. KUANTUM MANTIĞI Küçük bir grup kuantum düşünürü, atomların özelliklerine sahip olma şekli sıradan dille ifade edilemiyorsa, bu durumda dolambaçlı kuantum dünyasını ele alabilmek için daha uygun yeni bir dil icat etmemiz gerektiğine inanıyorlar. Fakat gizemli kuantum gerçeklerini elde edebilmek için sıradan lisanda yapabileceğimiz en ufak değişiklik nedir? Dilimizin kelimelerini koruyup "mantığını" değiştirmek nasıl olacak? Mantık, bilgi dağarcığımızın iskeletidir. Mantık, dilimizdeki en kısa ve en önemli kelimelerden bazılarının uygun şekilde kullanılmasını sağlar. On dokuzuncu yüzyılın ortalarında İrlandalı bir öğretmen olan George Boole, "Düşüncenin Kanunları" adlı kitabıyla, mantıklı ifadelerin basit aritmetik kurallarına uyduğu suni sembolik bir dil yarattı. Boole'un mantık kurallarını kodlaması sıradan dilin mantık iskeletini ortaya çıkardı ve matematiksel mantığın modern bilimini buldu. Boole mantığı modern çağlarda insan köklerinde üstünlük sağladı. Artık bu iki değerli mantıksal aritmetik, bilgisayarların mekanik muhakemesinin temelini oluşturuyor. Georgia Üniversitesi'ndeki David Finkelstein gibi kuantum fizikçileri, Einstein'ın Öklit geometrisine aykırı bir geometriyi, eğimli yer-zaman aritmetiğini ortaya çıkararak fizikte önemli bir problemi (yerçekiminin doğasıyla ilgili) çözmüş olduğunu unutmadılar. Bu bilim adamları kuantum kördüğümünün de benzer şekilde çözülmesinin mümkün olup olamayacağını sordular, yani, düşünce kanunlarımızda köklü bir değişiklik yaparak. Birisi bakana kadar pozisyonları karmaşık olan atomlar yerine, belki de dünya pozisyonları her zaman belirgin olan atomlar içeriyor ama biz bu atom pozisyonları hakkında ancak Boole mantığı dışında bir mantık kullanarak, konuşabiliyoruz. Kuantum mantığı yaklaşımı kuantum yorumlamasının bazı problemlerini çözmekte, fakat birçok problemi de el değmeden bırakmaktadır. Kuantum mantığının şu anda hala ilk aşamalarında olduğu görülmektedir: atom davranışının baştan sona hazırlanmış grameri yerine çekingen bir öneri yapılmaktadır. Rockefeller Üniversitesi fizikçilerinden Heinz Pagels, eğer kuantum mantığını dünyanın gerçek mantığı olarak kabul eder ve kendimize bu yeni yöntemle düşünmeyi öğretirsek, bu durumda kuantum mekanizmasının mantıklı geleceğine, fakat günlük dünyanın anlamlı olmaktan çıkacağına işaret ederek bu yaklaşımı eleştirmiştir. Boole mantığı dışındaki bu projenin en büyük boşluklarından biri, mantıksız atomlardan yapılmış bir dünyanın, bu tür atomlar sayısı büyüdüğü zaman bizim tanıdığımız sıradan mantık dünyasına nasıl dönüştüğü problemidir. NEO REALİZM Atomlar ve diğer kuantum varlıklarının gözlense de gözlenmese de daima kesin pozisyonlarının olduğunu düşünerek ölçme problemini çözüme ulaştırmak için yapılan diğer bir girişim, Fransız fizikçi prens Louis de Broglie ve İngiliz-Amerikan fizikçi David Bohm'un "Pilot dalgası" yaklaşımıdır. Broglie-Bohm yaklaşımı kuantum fiziğin temeli olarak sıradan gerçeklik kavramını yeniden canlandırdığı için bu duruma "Neo realizm" adı verildi. Neo realist yaklaşımın ana sorunu sıradan partikül davranışlarının kuantum gerçeklerini açıklamaya yetecek kadar çılgın olmayışıdır. Eğer atomlar gerçekten sıradan partiküllerden yapılmışsa, o zaman onların kuantum gerçeklerinin talep ettiği kadar garip davranmasını sağlayacak bir yöntem bulunmalıdır. Neo realist düzende partiküller sıradandır ve dünyanın tüm kuantum garipliği pilot dalgası denilen bir varlığa havale edilmiştir. Pilot dalgası, yerçekimi gibi alanı içindeki tüm partikülleri etkileyen sıradan güç alanlarının aksine, sadece bir partiküle eder: her partikülün, evrendeki tüm diğer partiküllerin konumunu algılayan sadece kendisine ait özel bir pilot dalgası vardır. Pilot dalgası özel partikülünü güç uygulayarak değil, bir radar ışını gibi "bilgi" sağlayarak yönlendirir. Ayrıca, bir partikülün kişisel pilot dalgası hesaplandığında, o partikülün daha basit dalga fonksiyonu anlamında hareketinin geleneksel kuantum açıklaması ile karşılaştırıldığı zaman son derece karmaşık olduğu görülür. Bu Neo-realist önerme fiziği, birisi bakana kadar gerçekten orada bulunmayan partikülleri mistik kavramlarından kurtardığı için, her partikülün boşluktaki yolculuğunu kişisel dalgalarla yönlendirmesi fikir olarak çok cazip görünebilir. Fakat pilot dalgasının iki özelliği fizikçilere itici gelmektedir ve bu düşüncenin kolaylıkla kabul edilmesini engellemiştir. Pilot dalgası sadece bir partikülü etkilediği için prensip olarak gözlemlenemez. Pilot dalgalarının varlığı ve şekli, her biri ilgili partikülün hareketini etkilediğinden, dolaylı yol haricinde bağımsız olarak teyit edilemez. Buna ek olarak, bu dalganın partikülüne tüm evren hakkında doğru olarak güncelleştirilmiş bilgi vermesi için sinyalleri ışıktan daha hızlı iletebilmesi gerekir. Birçok fizikçi Neo-realist yaklaşımın yaratıcılığı ve felsefi basitliğini takdir etmekte, fakat 1080 karmaşık süper luminal radar alanlarının (evrende her partikül için bir tane) dünyaya nüfuz ettiği, bunlardan hiçbirinin gözlemlenemediği kavramını hazmedememektedir. Fizikçiler, prensip olarak gözlemlenemeyen varlıkları sevmezler: görünmeyen pilot dalgaları, onlara toplu iğne başında dans eden aynı derecede görünmez ortaçağ masal perilerini hatırlatır. Einstein süper luminal hareketlerin zaman makinesi yapmak için kullanılabileceğini gösterdiği için fizikçiler ışıktan hızlı hareket eden şeyler konusunda da huzursuzluk duyarlar. Neo realistler ikinci itirazın birinci tarafından iptal edildiğini belirlemekte gecikmezler. Pilot dalgası gözlemlenemezse, o zaman süper luminal hareketleri de Einstein'ın zaman makinesinde kullanılmak üzere mevcut olamaz. Kuantum sıçraması ile ilgilenenlerden paylaşımlarını bekliyorum... |
||