Editörler : muhtesem32ulsgkc
05 Mart 2011 21:16   


schrödınger'in kedisi

Bu, düşünsel bir deneydir. Özel bir kutuya giren bir kedinin düştüğü kötü durumu irdeler. Kutuda (diyelim ki) çıkan bir foton yarıgeçirgen bir aynaya çarpar ve fotonun dalga fonksiyonunun aynayı geçen kısmı bir detektöre gelir. Dedektöre foton geldiği anda, otomatik olarak bir silah ateşlenerek kediyi öldürür. Eğer foton gelmezse, kedi yaşar ve keyfi iyidir. (Stephen?in, kedilere düşünsel deneylerde bile eziyet edilmesine karşı olduğunu biliyorum) Sistemin dalga fonksiyonu, bu iki olasılığın bir süperpozisyonudur... Fakat algılarımız bize niçin, sadece ?kedi ölü? ve ?kedi diri? gibi makroskopik alternatifleri değil de bu gibi durumların makroskopik süperpozisyonlarını algılamaya izin vermiyor?

Burada bilinçlilik veya uyumdan çıkma gibi konulara daha fazla girmek istemiyorum. Düşünceme göre, ölçme probleminin cevabı başka yerde yatmaktadır. GR?nin işin içine girmeye başladığı yerde, alternatif uzayzaman geometrilerinin süperpozisyonlarının yanlış sonuç vermeye başladığını söylelemek istiyorum.Belki, iki farklı geometrinin süprepozisyonu kararsızdır ve iki alternatiften birine bozulmaktadır. Örneğin geometriler diri veya ölü bir kedinin uzayzamanı olabilir. İki alternatiften birine bozulmaya, objektif redüksiyon (OR) diyorum. Bu ismi (OR?yi yani veyayı) hoş bir kısltmaya imkan verdiği için seviyorum. Planck uzunluğunun (10-33 cm) bununla ilgisi ne? Doğanın iki geometrinin birbirinden önemli ölçüde ne zaman farklı olduğu konusundaki kriteri, Planck skalasına bağlıdır ve bu, farklı alternatiflere redüksiyonun zaman skalasını belirtir.

Kediye bir gün izin verebiliriz ve yeniden yarıgeçirgen aynaya dönebiliriz. Yalnız bu sefer, büyük bir kütle parçasının bir yerden diğer bir yere hareketini tetikleyecek bir foton detektöre isabet etmiş olsun.

Eğer kütleyi, bir foton onu aşağı yuvarlayabilecek şekilde bir uçurum kenarına dikkatle yerleştirmişssek, dektektör durumunun redüksiyonu problemi hakkında endişe etmekten kurtulabiliriz! İki alternatifin süprepozisyonunun kararsız olması için ne kadar kütle yer değiştirmelidir? Bunun yanıtını, burada gerçekten teklif erdeceğim gibi, gravite verebilir.Teklif edilen bu şemaya göre, bozulma zamanını hesaplamak için, kütlenin birini, bulunduğu denge konumundan çıkarıp, diğerinin gravitasyonel alanında, ikisinin konumları ele alınan kütle süperpozisyonunun verene kadar, çekmeye gereken E enerjisini ele alalım.Bu süprpozisyonun durum vektörünün çökmesi için gereken zaman skalası nükleon başına yaklaşık 100 milyonyıldır. yani deneylerde bu karasızlığı görekmeyiz. lakin büyüklüğü santimetrenin yüz binde biri olan su zerresi için çökme yaklaşık 2 saat alır. Zerre büyüklüğü santimetrenin on binde biri ise çökme 0.1 saniye sürer.?Kaynakwh webhatti.com: Kaynakwh webhatti.com:

Penros bir soru üzerine şu yanıtı veriyor:

?Gravitasyonal alan gerçekten özel! Bir bakıma, konunun tarihinde bir istihza var: Fiziği, Newton, gravitasyonal kuramıyla başlattı ve diğer bütün fiziksel etkileşmeler için bu kuram özgün paradigma oldu. Fakat, şimdi gravitenin diğer bütün etkileşmelerden gerçekten, açıkça farklı olduğu anlaşılıyor. Karadelikler ve enformasyon kaybı üzerindeki derin etkileriyle, nedenselliği etkileyen sadece gravitedir.?

(R. Penrose, Uzay ve Zamanın Doğası s:75-88)

05 Mart 2011 21:20

Agnostik81
Genel Müdür

EİNSTEİN NEYİ KABULLENEMEDİ?

İnsan aklındaki yüksek bir sıçramayı temsil eden, uzay ve zaman kavramlarımıza yepyeni bir biçim ve öz kazandıran büyük bilgin, kuantum kuramını ve belirsizlik ilkesini, bilimin geçici bir aşaması olarak yorumladı. O da bir yerde zaman zaman birçoğumuzu tutsak eden sağduyunun esiri oldu. Sağduyu, bir sistemin belirli ve tek bir geçmişe sahip olduğunu düşündürür.

Tek Geçmiş- Çok Geçmiş

" Bir parçacık ya bir yerdedir ya da başka bir yerde. Yarısı bir yerde yarısı diğer yerde olamaz. Benzer şekilde astronotların Ay ' a ayak basması gibi bir olay ya olmuştur ya da olmamıştır. Yarı olmuş olamaz. Bu, insanın biraz ölü veya biraz hamile olmaması gibidir. Ya öylesiniz ya da değilsiniz..." (KDVBE s:82) Eğer bir sistemin belirli tek bir geçmişi varsa belirsizlik ilkesi bir dizi paradoksa yol açar. Örneğin bir parçacık şurada ya da başka bir yerde bulunabilir. Astronotlar yarı Ay' da olabilir. Einstein' i de sıkıştıran bu paradoksları önlemenin güzel bir yolunu Amerika'lı fizikçi Richard Feynman ileri sürmüştü. Feynman, 1948 yılında ışığın kuantum kuramı ile ün kazandı. 1965 yılında bir başka Amerikalı fizikçi Julian Schwinger ve Japon fizikçi Shinichiro Tomonaga ile birlikte Nobel Ödülü aldı.1988 yılında kanserden ölen Feynman, kuramsal fiziğe bir çok katkısıyla anımsanır. Bunlardan biri, geçmişlerin toplamı kavramıdır.

Aslında bir sistem, her olanaklı geçmişe sahiptir. Belirli bir zamanda A noktasında olan bir parçacığı düşünelim. Normal olarak parçacığın A noktasından uzaklaşırken düz bir çizgi üzerinde hareket edeceği düşünülür. Ancak geçmişlerin toplamına göre sistem, A noktasından başlayan herhangi bir yolda ilerleyebilir. Bu durum, kurutma kağıdı üzerinde bir mürekkep damlasının yayılmasına benzer. Mürekkep damlası, kurutma kağıdı üzerindeki olanaklı tüm yollardan yayılır. Kağıdı bükseniz bile mürekkep, o köşeyi de dönerek yayılmayı sürdürür.

"Parçacığın her yoluna veya geçmişine ilişkin yolun şekline dayanan bir sayısı olacaktır. Parçacığın A noktasından B noktasına gitme olasalığı, parçacığı A dan B ye götüren tüm yollarla bağlantılı sayıların toplanmasıyla bulunur.... "

(S. Hawking, KDVBE s:83)

Schrödinger?in Kedisi Deneyi Nasıl Yorumlanmalı?

Stephane Hawking şöyle diyor:

?Kanımca, modelden bağımsız bir gerçekliğe karşı dile getirilmeyen inanç, bilim felsefecilerinin kuantum mekaniği ve belirsizlik ilkesi konusunda karışlaştıkları güçlüklerin altındaki nedendir. Schrödinger?in kedisi denen ünlü bir düşünce deneyi vardır. Bir kedi kapalı bir kutunun içine yerleştirilir. Ona yönelik bir silah vardır ve berli bir yönde bir radyoaktif çekirdek bozunursa silah ateş alacaktır, bunun gerçekleşmesinin olasılığı yüzde 50'dir. (Bugün, yalnızca bir düşünce deneyi olarak bile, hiçkimse böyle bir şey önermeye cesaret edemez, fakat Schrödinger?in zamanında hayvanların özgürlüğü kavramı henüz duyulmamıştı).

Eğer biri kutuyu açarsa kediyi ya ölü ya canlı bulacaktır. Fakat kutu açılmadan önce kedinin kuantum durumu ölü kedi durumuyla kedinin canlı olduğu durumun bir karışımı olacaktır. Bazı bilim felsefecileri, bunun kabul edilmesini çok güç bulurlar. İnsanın yarı hamile olabilmesinden öte kedinin yarı vurulmuş,yarı vurulmamış olması mümkün değildir Onların içinde bulundukları güçlük,dolaylı olarak bir nesnenin belirli bir tek gaçmişe sahip olduğu klasik bir gerçeklik kavramını kullanmalarından kaynaklanır. Kuantum mekaniğinin temeli, farklı bir gerçeklik görüşünüe sahip olmasıdır. Bu görüşte bir nesne yalnızca bir tek geçmişe değil,mümkün olan tüm geçmişlere sahiptir. Çoğu durumda belirli bir geçmişe sahip olma olasılığı,biraz farklı bir geçmişe sahip olma olasılığını siler,fakat belli durularda komşu geçmişlerin olasılıkları birbirini güçlendirir. Nesnenin geçmişi olarak gözlemlediğimiz şey, bu güçlendirilmiş geçmişlerden biridir.

Schrödinger?in Kedisi durumunda güçlendirilmiş olan iki geçmiş vardır. Birinde kedi vurulmuştur,diğerinde ise canlı kalır. Kuantum kuramında her iki olasılık birlikte varolabilir. Fakat bazı felsefeciler, açıkça belirtmeden kedinin yalnızca bir geçmişi olabileceğini varsaydıkları için kendilerini çıkmazda bulurlar.

Zamanın doğası fizik kuramlarımızın gerçeklik kavramını belirledikleri bir başka alan örneğidir. Eskiden zamanın sonsuza kadar aktığının açık olduğu düşünülürdü, fakat görelilik kuramı, zamanı uzay ile birleştirmiş ve her ikisinin Evren?deki madde ve enerji tarafından eğrilebileceğini veya bükülebileceğini söylemiştir. Böylece zamanın doğasını kavrayışımız Evren?den bağımız olmaktan onun tarafından şekillenmiş olmaya doğru değişmiştir. O zaman, zamanın belirli bir noktadan önce kolayca tanımlanamayabileceği anlaşılır oldu; zaman içinde geriye gidilirse aşılamaz bir engele, ötesine kimsenen gidemediği bir tekilliğe gelinebeilir. Durum böyleyse,kimin veya neyin büyük patlamaya neden olduğunu veya onu yarattığın sormak anlamlı olmaz. Neden olma ve yaratmadan söz etmek, dolaylı olarak, büyük patlama tekilliğinden önce bir zaman olduğunu varsayar. Yirmi beş yıldır, Einstein?ın genel görelilik kuramının zamanın on beş milyar yıl önce bir tekillikte bir başlangıca sahip olması gerektiği kestiriminde bulunduğunu biliyoruz. Fakat felsefeciler henüz bu fikre ulaşamamışlardır. Onlar hala kuantum mekaniğini altmış beş yıl önce(Hawking bu kitabını 1993'te yazmıştı) atılan temelleri konusunda endişeleniyorlar. Fiziğin keşif alanının daha ileri gittiğini kavramıyorlar.

Daha da kötüsü, Jim Hartle ve benim Evren?in herhangi bir başlangıç veya sona sahip olamayabileceğini ileri sürdüğümüz matematiksel sanal zaman kavramıdır.. Sanal zaman hakkında konuşmam nedeniyle bir bilim felfecisi bana şiddetle saldırmıştır. O : ?Sanal zaman gibi bir matematiksel hilenin gerçek Evren?le nasıl bir ilgisi olabilir?? demiştir. Kanımca bu felsefeci teknik matematiksel gerçek ve sanal sayılar terimleri ile gerçek ve sanalın günlük dilde kullanılma şeklini birbirine karıştırıyor. Şu sözler benim tezimi açıklar: Kendisini yorumlamakta kullanacağımız bir kuram veya modelden bağımsız olarak neyin gerçek olduğunu nasıl bilebiliriz?

Evren?i yorumlamaya çalışırken karşılaşılan problemleri göstermek için görelilik ve kuantum mekaniğinden örnekler kullandım.Göreliliği ve kuantum mekaniğini anlamanız veya hatta bu kuramların yanlış olmaları önemli değildir. Göstermiş olmayı umduğum şey,bir kuramın bir model olarak değerelendirildiği bir tür pozitif yaklaşımın, en azından bir kuramsal fizikçi için, Evren?i anlamanın tek yolu olduğudur. Evren?deki her şeyi tanımlayan tutarlı bir model bulacağımız konusunda umutluyum. Bunu yaparsak bu insan soyu için gerçek bir zafer olacaktır.?

(S. Hawking, KDVBE s:50-52)

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 açıklamısını 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. 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."

(L.Landau-Y.Roumer,İzafiyet Teorisi Nedir? Say ya s: 18)

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 promblemlerle 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 kadereni şekillendermeye devam edecekitri. Şimdi bizim gelişmemizi programlayan kozmik yasanın-evrenin değişmez yasalarının- yeni bileşenleriyle temas kurduk. Tranistör, mikroyonga, lazerler gibi pratik cihazlar ve soğukla ilgili bilim teknoloji teknik uygarlığın öncüsü tüm endüstrilerin gelişimini sağlamışlardır. Bu yüzyılın tarihi yazıldığı zaman, politik olamyların-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 laboratuvarında 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 ürünlerydi. 1950'lerde, süper iletkenlik kuramında, çok düşük sıcakılklarda direnç olmadan elektirk akımı akışı fenomeninde; süper akışkanlıkta, sıvıların sürtünmeiz hareketi kuramında büyük gelişmeler vardı. Maddenin faz değiştirmesi-sıvıdan gaza veya katıya dönüşümü gibi- kuramında ilerlemeler kaydedildi.

Yeni kuantum kuramı atom çekrideğinin 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. Kunatmu kuramı, daha önce genel görecelik kuramında olduğu gibi kamuoyunun dikkatini çekmedi. İlk olarak,1930'lu yılların başlarında bir ekonomik deprasyon yaşanmaktaydı. İkinci olarak, politik fikirler pek çok entellektüeli meşgul ediyordu. Üçünçcü olara ve kanımca en önemlisi olarak, kunatum kuramının soyut matematiksel özelliği mevcut insan deneyimi ile iligili değildi.

Kuantum kuramı cihazla saptanmış maddi gerçekliğin kuramıdır- insan gözlemci ve atom arasında beir cihaz bulunmaktadır. Heisenberg şunlar 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 (Kozmik Kod, s: 95) kavranabilir fenomenleri ?canlı? yapma olanaklarını feda etmekte, yalnızca sürecin matemaiksel, formal çekirdeğini çıplak bırakmaktadır? demiştir.

Heisenberg, Alman romantik şairi ve oyun yazarı Goethe ile Newton arasında renk kuramı konusunda var olan zıtlığa ilgi duyuyordu. Goethe, anlık insan deneyimi olarak renklerle ilgileniyordu ve Newton renklerle soyut fiziksel bir fenomen olarak ilgileniyordu. Kişinin deneysel maddi bir temelde,Newton?un sonuçlarının yanında yer alması gerekir. Fakat Goethe?nin görüşü- Goethe dirimselciliğin babalarından biriydi- insan deneyiminin anlık yapısına seslenir. Dirimselciler, yaşayan organizmalarda, fiziksel yasalara tabi olmayan bir ?yaşam gücü? olduğuna inanırlar. Bu deneyimimize uygun görünürse de, maddi bir temeli yoktur. yaşam yalnızca sırdan maddenin nasıl düsenlenmiş olduğuna bağlıdır. yaşam-gücü dirimselcileri bugün azdır; ama onralırn yerini, insan bilincinin fizik yasalarının ötesine giden bazı özel nitelikleri olduğuna inananlar almıştır. Maddi gerçekliğin ötesinde bilincin köklerini arayan bu tür yeni dirimselciler yerni bir hayal kırıklığının önünnde olabilirler.

Goethe, klasik mekanik ve modern bilime karşı romantik tepkinin bir kısmını temsil ediyordu- bu tepki bugün de sürüyor. Goethe ile Newton arasındaki bu karşılaştırma, bilimin soyut açıklamalarının insan deneyiminin yaşamsal çekirdeğini inkar ettiği şekilnedeki bilimin modern hümanist bir eleştirisini açığa çıkarmıştır. Kuantum kuramı ve ondan çıkan bilimler bu tür soyut açıklamaların başlıca örnekleridir.

Bilim anlık dünya deneyimimizen gerçekliğini yadsımaz; orada başlar. Fakat orada kalmaz, çünük deneyimimizi kavramanın temeli duyumsal deneyimle verilmez. Bilim bize, duyumsal deneyim dünyasını destekleyen bir kavramsal düzen, deneyle keşfedilebelen ve insan zihni tarafından bilineilen bir kozmik yasa, bulunduğunu gösterir. Bilimin bütünlüğü gibi, deneyimimizin bütünlüğü, kavramsaldır, duyumsal değildir. Bu Newton ile Goethe arasındaki farktır-Newton fiziksel yasalar biçiminde evrensel karamları aradı, Goethe ise anlık deneyimde doğanın bütünlüğünü aradı.

Bilim, deneyimimizn bize yönelttiği talebe bir yanıttır ve karşılık olarak bize bilim tarafından verilen şey yerni bir insan deneyimidir-zihnimizle kozmozuh iç mantığını görmek. determinizmin sonu, fiziğin sonu anlamına gelmedi, fakat gerçeğin yeni bir imgeleminin başlangıcı anlamına geldi. Burada maddenin atomik çekirdeğinde fizikçiler rastgelelik buldular.

Fakat rasgelelik (rastlantı) nedir? Bu soruyu incelemek için, bundan sonraki birkaç bölümde, kuantum gerçekliğine giden ana yolda kısa bir gezi yapacağızı. Bu kısa gezimizde, kaotik evreni keşfedeceğiz ve zar atan tanrının eline ilk bakışı yönelteceğiz.

05 Mart 2011 21:21

"betül"
Daire Başkanı

fizik kuralları...

05 Mart 2011 21:23

**adakizi**
Yasaklı

http://www.youtube.com/watch?v=q3H7wR_IR3w&feature=fvsr

05 Mart 2011 21:26

Agnostik81
Genel Müdür

Bayanların bu konuya bu kadar ilgili olması gerçekten çok güzel.

05 Mart 2011 21:31

**adakizi**
Yasaklı

fizik çok da ilgimi çekmiyordu açıkçası. alev alatlı'nın schrödinger'in kedisi kitabını okuyana kadar :)

05 Mart 2011 21:39

Agnostik81
Genel Müdür

adakizi

Ben de fizikçi değilim ama Alev Alatlı'yı üniversitede tanıdığım için çok memnunum.Kitaplarında çok şey öğrendim.

Hatta onun trt 2 de programı da var denk geldikçe izlemeye çalşırım

05 Mart 2011 21:41

**adakizi**
Yasaklı

tv izlemiyorum ben :) ama kitapları gerçekten çok iyi...

05 Mart 2011 21:43

Agnostik81
Genel Müdür

1801'de Fransız fizikçi Marquis Pierre Simon de Laplace ?Olasılık Hakkında Denemeler? isimli kitabında, daha sonra Laplace'in şeytanı diye anılacak olan, bu teoriyi açıklamıştır. Bu teoriyi açıklamadan önce olasılık, determinizm, De Moivre, Laplace ve Heisenberg'den bahsetmemiz gerekecek, sonra da Maxwell?den. 1700'lerin başında Londra'da yaşamış bir istatistikçi olan Abraham De Moivre (1700lerde istatistik diye bir bilim dalı olmadığını göz önüne alırsak, De Moivre'nin istatistik biliminin kurucusu olduğunu söyleyebiliriz) şans diye bir şeyin olmadığını, bunun sadece bir yanılsama olduğunu, şans eseri olarak tanımladığımız şeylerin aslında bildiğimiz fizik kuralları sayesinde meydana geldiğini savunmuştur. Örneğin havaya attığımız paranın yazı mı yoksa tura mı geleceğini; hava akımı, elin açısı, elin yüksekliği, paraya uygulanan kuvvet, paranın alaşımı ve yerin şekli (paranın yere düştüğü kabul edilirse) gibi fiziksel faktörleri hesaplarsak kolayca(!) bulabiliriz. Bunu hesaplamak oldukça güçtür, hatta mümkün değildir; ama bu şansa bağlı olduğunu göstermez. Aradaki bu ince farkı görmemiz lazım, hesaplayamamamız hesaplanamayacağı anlamına gelmez. Bu düşünce sistemine Determinizm deniyor, ?hiçbir şey belirsiz değildir; her şey kendinden önceki sebebin bir sonucudur, biz bu sebebi bilsek de, bilmesek de...? De Moivre bu imkânsız gibi görünen teoriyi ölümüyle bir nevi doğrulamıştı. Hayatının son dönemlerinde her gece fazladan 15 dakika uyuduğunu fark etmişti. Eğer uykusu her gece 15 dakika uzuyorsa, 24 saat uyuduğu gün ölecekti, De Moivre bu günü 27 Kasım 1754 olarak hesapladı ve o gün öldü. Tabii ki bu teorisini tam olarak kanıtlamaz; ama doğru ölçümlerin yapıldığı zaman her şeyi tahmin etmenin mümkün olduğunu gösterir. De Moivre'in ?Şansın Doktrinleri? isimli 52 sayfalık eseri (olasılık teorisi konulu ilk çalışma olduğu için matematiksel olarak önemi büyüktür) Laplace'in çalışmalarına temel oluşturmuştur. Laplace'in önemi, olasılık teorisini matematikte kullanan ilk kişi olmasıdır. Ayrıca çan eğrisi diye adlandırdığımız sistemi de işlevsel olarak kullanan ilk kişidir. Laplace astronomi ve olasılık hakkında birçok çalışma yapmış ve önemli sonuçlara varmıştır ama benim bahsetmek istediğim kısım ?şeytan? teorisi.

Laplace, olaslık teorisini şu şekilde açıklıyordu; bir durumun olasılığını hesaplamak için kurulan denklemler, sonuçtan emin olmayı sağlamıyordu, sadece hata payı en az olan sonucu bulmaya yarıyordu; yani hata payını ortadan kaldırmaya değil, en aza indirmeye çalışıyordu, çünkü hatasız bir denklem kurmak mümkün değildi. Kusursuz bir denklem kurmak için gerekli olan bilgiler asla elde edilemezdi.

İşte şimdi Laplace'in Şeytanı'ndan bahsedebiliriz. Laplace, teorisini şöyle tanımlıyor:

?Evrenin şimdiki halini geçmişin sonucu ve geleceğin nedeni olarak ele alabiliriz. Bir an için evrenin tüm güçlerinin ve bunu oluşturan tüm varlıkların konumlarını anlayabilen bir canlı olduğunu düşünürsek, ve bunun bu verileri inceleyebileceğini de düşünürsek, aynı anda evrendeki en büyük varlıklardan en küçük atomlara kadar her şeyi hesaba katarak bir hesap yaparsa, hiçbir şey belirsiz değildir ve gelecek de, aynı geçmiş gibi, onun gözlerinin önündedir.?

Daha sonra bu teori Laplace'in şeytanı olarak anılmaya başlamıştır, aynı tanrı gibi her şeyi bilen bu canlı, şeytana benzetilmiştir. Eğer bu şeytan bir an için kusursuz bilgiye ulaşabilirse, o andaki her atomun konumunu ve üzerlerine etkiyen kuvveti bilirse, saf enerji olan, düşüncenin hızı, ışık hızından daha hızlı olduğu için şeytan o bir an içinde tüm olasılıkları hesaplayabilir ve en az hata payı içereni seçerse doğru seçim sayesinde geleceği kendi istediği yönde etkileyebilirdi ve gelecekte olacak şeyler birbirine bağlı olduğu için de (her olay kendinden önceki bir olayın sonucu, sonraki bir olayın sebebidir) geleceği de geçmiş gibi basit bir şekilde gözünde canlandırabilecekti.

Bu teoriye karşı çıkan bilim adamlarının en büyük itirazı, felsefi ve dini açıdan bakıldığı zaman teorinin, ?özgür irade? kavramını yok saymasıydı. Bizim, yaratılanların en mükemmeli olarak kurmalı bir oyuncaktan en büyük farkımız özgür irademizdi. Peki gerçekten Laplace'in kastettiği şey bu muydu? Yoksa kusursuz bilgiye ulaşmanın nerdeyse imkânsız olduğu bu kuantum dünyasında, özgür irade ile çelişmeden bir adım ötesine geçerek onu aşan bir sonsuz irade kavramını mı ortaya koymak istemişti? Çoğu kişi bu zor soruya cevap aramak yerine daha kolay olan şu sonucu seçti: ?tanrı evreni yarattı ve biz aktörlere bu sınırlı senaryonun dışına çıkmadan oyunda kalma iznini verdi.? Ama Laplace'in sormak istediği asıl soru şuydu: ?Eğer böyle bir araç olsaydı; bu aracın, benim özgür irademin sonucu olarak nitelendirdiğim gelecekteki hareketlerimi tahmin etmesini ne durdururdu??

Heisenberg 1926?da yayınladığı makalesinde ?Belirsizlik İlkesi?ni ortaya koymuştur ve bir bakıma Laplace'ın teorisini çürütmüştür.

Heisenberg'in ulaştığı sonuç şuydu:

Doğada hiçbir partikülün kesin olarak konumu ya da hızı bilinemezdi. Çünkü bilim adamı bir partikülün yerini bulmak için üzerine ışık tutuyordu ve partikül ile ışık dalgası kesiştiği zaman parçacığın konumunu belirleyebiliyordu. Ama bu sırada istenmedik bir sonuç da ortaya çıkıyordu, ışık ve partikül kesişinceye kadar partikülün hızı bilinemeyeceği için partikülün hızı belirsiz bir şekilde değiştirilmiş oluyordu. Bu da partikülün hem hızının hem konumunun aynı anda bilinemeyeceğini gösteriyordu, fiziksel dünyada her zaman bir belirsizlik vardı. Böylece modern kuantum fiziği doğdu Schrödinger de aynı olayı şu felsefi soruyla açıklamaya çalışmıştır:

?Bir kediyi, radyoaktif bir atom, bir şişe içinde siyanür gazı ve enerji aldığı anda çalışmaya başlayan bir çekiçle aynı kutuya koyarsan ne olur? Eğer radyoaktif madde hareketlenirse çekiç çalışacak, şişeyi kıracak ve kedi ölecektir. Ama eğer radyoaktif madde hareketlenmezse kedi yaşayacaktır. Ama bilim adamı kutuyu açana kadar atom ne hareketli ne de hareketsizdir, iki olasılığın da birleşimidir. O zaman kutu kapalıyken kediye ne olur??

Schrödinger'in Kedisi olarak bilinen bu teoriyi şöyle yorumlayabiliriz; biz kutuyu açana kadar kedi hem ölü hem de canlıdır, ancak kutu açıldığında iki durumdan birinde ya da diğerindedir, olmak zorundadır. Bu da partikülün, biz konumunu tespit edene kadar nasıl belirsiz, ya da aynı anda iki yerde, olabileceğini açıklıyor.

Bu durumda şeytan teorisi geçersiz kılınmış oluyordu, çünkü herhangi bir anda evrendeki parçacıkların yeri belirsizdir ve konumlarını tespit etmek olanaksızdır.

Maxwell de Heisenberg gibi mutlak kanunlara inanmıyordu. Maxwell Termodinamiğin ikinci kanununun gerçek dışı olduğunu kanıtlamıştır. İsterseniz ikinci kanunun önemi üzerinde biraz duralım. Birinci kanun hepimizin bildiği ?madde yoktan var, vardan da yok olamaz?dır. İkinci kanun ise biraz daha kapsamlı ve işlevseldir. ?Enerji çok yoğun olan yerden az yoğun olan yere kendiliğinden akmak eğilimindedir?. Bu ikinci kanun, şimşekten, kayaların dağdan aşağı yuvarlanmasına, boşalan pillerin tekrar dolmamasından, lastiğin havasının inmesine, gemilerin batmasından ocaktan inen kızgın yağın soğumasına kadar pek çok şeyi açıklıyordu. Özellikle de zamanın tek yönlü akışını açıklıyordu, bu yüzden ?zaman oku? olarak da anılmaktadır. Ne gördüğümüzü, deneyimlerimizin ne olduğunu ve olacaklar hakkında ne düşündüğümüzü özetler ikinci kanun.

Maxwell gaz tüpleriyle yaptığı deneyle ikinci kanunun mutlak olmadığını, olası olduğunu kanıtladı. İkinci kanun ancak büyük olasılıkla sağlanabiliyordu. Bu da fizik yasalarının tamamının kesin olmadığını gösterdi ve insanlara ?şans? diye bir şeyin varlığının kanıtlandığını tekrar düşündürdü.

Hâlbuki Laplace'in tam olarak anlatmaya çalıştığı şey gerçekten bir Şeytan'ın varolması ya da varolma ihtimali değildi, bu sadece durumu basitçe anlatmak için kullandığı bir benzetmeydi. Aslında o andaki tüm bilgiye sahip olan ve bilgileri aynı anda işleme sokarak fizik kurallarıyla sistemin devamını sağlayan şeytan, başlı başına evrenin ta kendisi değil midir? Her şey birbiri ardına düzen içinde işliyor, her şey kendinden önceki sonuca ve kendinden sonraki sebebe dayanmıyor mu? Buna ister ?Tanrı? diyelim ister ?evren?, ister biz farkında iken dönsün bu çark isterse biz gözümüzü yummuşken, sonuçta her şey şans sayesinde değil, belirli olasılıklar dâhilinde gerçekleşmektedir.

Gördüğümüz gibi bu düşünceler birbirini çürütürken kendi içinde de tüm sorulara tam ve doğru yanıtlar vermeyi başaramıyor, mutlaka bir yerlerde bir şeyler eksik, cevapsız ya da belirsiz olarak kalmaya devam ediyor. Alev Alatlı kısaca şöyle özetliyor durumu:

05 Mart 2011 21:46

Agnostik81
Genel Müdür

adakizi

ben de tv fazla izlemem.Nasıl izleyebilirim ki, onca felsefe ve fizik konusunu merak edip okumaya çalışırken.

Ama bir gün kuantum üzerine uzmanlaşacağımm.

:)) ömrüm yeterse sayet

05 Mart 2011 21:50

**adakizi**
Yasaklı

bilginiziz sadakasını verirsiniz biz de yararlanırız inşallah :)

05 Mart 2011 21:56

Agnostik81
Genel Müdür

Alev Alatlı kısaca şöyle özetliyor durumu:

?İnsanlar, insan toplulukları gözlemlendikleri süreçlerde belirli nitelikler sergileyebilirler ancak bu nitelikleri kalıcı değildir. Zaman ve mekânın mutlaklığı Newtonsal bir illüzyondan ibaretti, bunu Einstein ve görecelik yıktı. Kuantum Teorisi, ölçümleme sonuçlarının kesinliğine ilişkin rüyalardan uyandırdı. Laplace'çıların geleceğin öngörülebilineceğine dair fantazilerini de kaos bilimi ortadan kaldırdı. Bu nedenledir ki, İkinci Aydınlanma Çağı'nın anlayışı ?Dünyaya dair olup da, yüzde yüz doğru ya da yüzde yüz yanlış olduğu kanıtlanmış tek bir olgu yoktur.? doğrultusunda; ve buna insanların kendi ve başkaları hakkında verdikleri hükümler dâhil.?

05 Mart 2011 22:00

Agnostik81
Genel Müdür

adakizi

Bilginin sadakası sanırım paylaşılmakla verilebilir diye düşünüyorum .

belli bir zamanda belli bir hızda giderken yerimi konumlandırabilirseniz bu bilgileri size ulaştırmaktan memnuniyet duyacağım.

:)

05 Mart 2011 22:04

**adakizi**
Yasaklı

çok naziksiniz teşekkür ederim

05 Mart 2011 22:08

Agnostik81
Genel Müdür

adakizi

rica ederim.Konuma ilgi göstermeniz sizin bu konulara vakıf olduğunuzu gösterir.

Zaman , mekan ve kuantum üzerine fikirleriniz nedir?

05 Mart 2011 22:09

herdem82
Kapalı

ağnostik çok sosyal gördüm bak seni:))))

olasılıksız(şu ara ünlü oan kitab yada daha önceden ünlüydü ben anca haberdar olup okudum)da bu konular geçiyordu tavsiye ederimm..

05 Mart 2011 22:11

amor_omnibus_idem
Genel Müdür

ben bunu okuyayım

05 Mart 2011 22:13

Agnostik81
Genel Müdür

herdem82

kitabı okudum , çok fazla ilginç gelmedi, biraz yüzeysel kaldı gibi.

:))

05 Mart 2011 23:04

Agnostik81
Genel Müdür

KUANTUM FİZİĞİNİN DÜŞÜNDÜRDÜKLERİ

Yrd.Doç.Dr. Ömer Said Gönüllü

Klasik fizik geçmişte Batı'daki "evren" görüşüne cevap verebiliyordu. Zira ne makrokozmos, ne mikrokozmos kavramları oluşmuştu. Atom, proton, kuvark, galaksi veya evrensel çekim gibi konular sözkonusu değildi. Modern fizikteki gelişmeler ise, birbirinden çok farklı iki dünyanın birlikte varolduğunu ve varlıklarını birlikte devam ettirdiklerini ortaya koydu. Bir yanda bizi çevreleyen bildiğimiz dünya: taşlar, ağaçlar, yıldızlar, kısacası makroskopik ölçekteki evren (bu evren klasik fizik tarafından tanımlanmıştı zaten). Diğer yanda, kuantum fiziğinin kanunları ile târif etmeye çalıştığımız atomların ve atomaltı taneciklerin mikroskopik dünyası. Her ne kadar makroskopik dünya da atom ve taneciklerden oluşuyor ise de, kuantum dünyasına girmek isteyen kişi, makro-âleme ilişkin bütün mantık, sezgi ve bilgilerini bir kenara bırakmak zorunda. Çünkü bu iki âlem tamamen farklı ve burada taneciklerin, Güneş etrafında dönen bir gezegenden farklı olarak, izlediği belli bir yol ve işgal ettikleri belli bir konum yok. Tanecikler aynı anda birçok yerde bulunabilirler. Yani ölçeğin farklılaşmasıyla maddenin davranışı oran değil, mahiyet açısından değişim gösteriyor.

Büyük ölçekli madde ile küçük ölçekli madde arasındaki bu ikiye bölünmeyi anlamak kolay değildir. Klasik ve kuantik alanlar arasındaki sınırı çizen esrarengiz bölgede anlaşılmayan bazı şeyler vardır. Bu karanlık no man's land bölgede ne olmaktadır ki, tabiat kanunları ve dünyanın algılanması böyle birden değişime uğramaktadır?

Dışarıdaki insanların gözünde kuantum fiziği esrarını koruyor. Fakat bilim adamlarına göre hiçbir teori bu kadar faydalı olmasa gerek: nesnelerin rengini, atomların stabilitesini, yıldızların enerjisini ve tüm kimyasal reaksiyonları açıklama imkânı veren kuantum fiziğidir. Hiçbir teori bu denli sınanmamıştır. Hiçbiri bu denli geniş bir alan kaplamamaktadır (en küçük boyutlardan büyük ölçekteki bazı kuantik olaylara kadar, süperiletkenlik gibi). Katı hal fiziği, nükleer fizik, tanecik fiziği, elektronik, kimya ve diğerlerinin kuantik özellik gösterdiği artık biliniyor. Ve özellikle, hiçbir teori bu denli teknik uygulama doğurmamıştır. Aslında bilmeden günlük hayatta çeşitli kuantik nesnelerden yararlanıyoruz: lazerler, transistörler, bilgisayarlar gibi.

Sezgilerin kâr etmediği kavramlar

Fakat bütün başarılarına rağmen kuantum fiziği yeni tartışmaları da beraberinde getirmektedir. İki sebepten dolayı: birincisi, kuantum fiziği kuantum dünyası ile klasik dünya (gözle görülen bizim dünyamız) arasındaki eksik halkayı tamamlamak istemektedir. İkinci olarak, kuantum fiziği soyut ve sezgilere aykırı kavramları sözkonusu eder. Bu kavramlar kuantum fiziğinin yorumlanmasını özellikle hassas bir konu haline getirir. Bilim adamları hergün bu kavramlarla karşı karşıya geliyorlarsa da, artık onlar da bir "kuantik sezgiye" sahip olmuşlardır. Bu teoriyi konunun dışındakiler için böylesine çetin yapan husus ise, halihazırdaki kavramlarla ifade edilemeyen, güçlü matematiksel bir formalizme dayanmasıdır. Bazılarına, onu vulgarize etmenin imkânsız olduğunu söyleten budur. Fakat vulgarize etmek gerektiğinde, sağduyuyu ve bilimsel mantığı şok eden nesneler ve durumlar işin içine girmektedir ve bunlar bizim günlük tecrübelerimizle çelişmektedir.

Kuantum fiziği ne dalga ne tanecik tanır. Sadece, bazı dalga özelliklerine ve bazı tanecik özelliklerine sahip tek bir nesneler kategorisi tanır (dalga-tanecik ikilemi). Burada bir sebep daha ortaya çıkmaktadır: bu kuantik nesnelerin görüntü şeklinde tahayyül edilmesi imkânsızdır. Bunlar belli belirsizdir, sınırları ve özellikleri durmadan değişmektedir. İzledikleri belli bir yol yoktur. Çözümlenemez şekilde birbirlerine karışabilirler ve aynı anda birçok halde ve birçok yerde bulunabilirler.

Süperpozisyon (birçok hâlin aynı anda birlikteliği) sadece kuantumun bir özelliğidir

Kuantumdaki birçok garipliğin kökeninde süperpozisyon prensibi bulunmaktadır. Bunun anlamı şudur: bir atomun, bir taneciğin veya diğer bütün kuantik sistemlerin karakteristik özellikleri onun "hâli" olarak adlandırılan şeyi oluştururlar. Bir sistem için birçok mümkün hâl sözkonusu olduğunda, bu hâllerin toplamı da (yani aynı anda hepsinin birlikte varolma durumu) aynı şekilde mümkün bir hâldir: bu takdirde sistem hâllerin üstüste çakışması (aynı anda beraberliği) durumunda demektir. Bu temel prensip sayesindedir ki, bir tanecik aynı anda birçok pozisyonu (konum) işgal edebilir veya bir atom bir enerjiler süperpozisyonunda bulunabilir. p>Zorluk, diğer dünyaya, bizim makroskopik dünyamıza geçildiğinde başlamaktadır. Çünkü hallerin süperpozisyonu (üstüste konumlanması) bizim klasik evrenimizde düşünülemeyen kuantik bir istisnadır. Kimse bir nesneyi (meselâ bir kalemi) aynı anda iki yerde, veya bir arabayı aynı anda iki viteste giderken görmemiştir, göremez de. O halde, bir enerji halleri süperpozisyonunda bulunan bir atomun enerjisini ölçmeye çalıştığımızda ne olmaktadır? Bu süperpozisyon asla belirlenemeyecek, sadece onu teşkil eden enerjilerden biri ölçülecektir. Tıpkı bir sihirli değnek darbesi gibi, ölçme girişimi, hâllerin süperpozisyonunun, bir hal hariç, kaybolmasına yolaçacaktır. Peki bu hangisidir? Kuantum fiziği bu soruyu cevaplamak istemiyor. Buna karşılık, süperpozisyonu oluşturan bütün haller içinde ölçülecek kesin hal tahmin edilemediğinden, kuantum teorisi her hâli ölçme ihtimali vermektedir. İşte kuantum fiziği bu anlamda "ihtimalci" ve "non-determinist" olarak nitelendirilmektedir. Klasik fizikte ise, bir sistemin geleceği prensipte her zaman belirlenebilir kabul edilmektedir. Burada, süperpozisyon prensibini daha iyi anlayabilmek için şöyle bir örnek verebiliriz:

Kanatları a,b ve c şeklinde adlandırılmış olan üç kanatlı sabit bir vantilatörün çalışmaya başladığını düşünelim. Kanatların dönme hızı yavaş yavaş artacaktır. Başlangıçta herhangi bir noktadan (bu, gözlem yaptığımız ve vantilatöre göre sabit bir referans noktası olabilir) her bir kanadın geçme anını ve hızını ölçebiliriz. Bu sırada kanatların her biri müstakil ve ayrı birer parça olarak görülmektedir. Fakat hızın maksimum olduğu anda artık tek tek kanatlardan değil, daire şeklini almış bir görüntüden sözedilebilir (parçacık/dalga ikilemi) ve bu durumda belli bir anda sözkonusu noktadan hangi kanadın geçtiğini bilemeyiz. Her üç kanadın geçme ihtimali aynıdır, deriz. Hatta yüksek dönme hızından dolayı, belli bir 't' anında bu nokta üzerinde her üç kanadın da (neredeyse aynı anda) bulunabileceğini düşünebiliriz. Ayrıca, teorik olarak elimizle kanatlardan birini tutmak istediğimizde (bu, kuantum fiziğinde ölçme işlemine karşılık gelmektedir) dairevî şekil hemen ortadan kalkar ve elimize tek bir kanat gelir (bu, sadece ölçüm veya gözlem yaptığımızda bilinebilir olma özelliğidir ve yukarıda sözünü ettiğimiz sihirli değnek durumudur). Fakat hangi kanadın geleceğini önceden asla bilemeyiz. Peki herhangi bir anda dönme olayına müdahale ettiğimizde elimize gelen herhangi bir kanadın, mesela "a" kanadının teorik olarak çok kısa bir zaman sonra, bir sonraki denemede gelmemesi, yani başka bir kanadı tutmak için ne yapmamız gerekir? İşte klasik fizikten farklı olarak bu sorunun cevabı "hiçbirşey"dir. Çünkü kanatlar çok süratli dönmektedir ve elimizin hareket hızı ile kanadınki karşılaştırılamayacak kadar farklı olduğundan elimizle istediğimiz an istediğimiz kanadı tutma yeteneğinden yoksunuzdur (klasik ölçme cihazlarıyla kuantik âlemi ölçmenin imkânsızlığı). Şimdi buradan hareketle atomaltı dünyasındaki kütle ve hız ölçülerini düşünelim. Tanecik boyutlarının, ağırlıklarının ve bunların yaptığı periyodik bir hareket için gereken zaman dilimlerinin çok çok küçük, buna karşılık bu taneciklerin hızlarının çok yüksek olduğu (örneğin, klasik bilgilere göre, bir elektronun atom çekirdeği etrafında saniyede bir milyon tur atması gibi) atomaltı dünyasını anlamak istediğimizde vantilatör örneği, buradaki olayların biraz daha akla yakın hale gelmesini sağlayabilir.

İşte kuantum fiziğinde mesele, ölçüm için iki ayrı âlemi (ölçme cihazı ile atomaltı partikülleri) biraraya getirmekten kaynaklanmaktadır. Bu iki ayrı alem arasındaki devasa boyut ve hız farkından dolayı, aslında ölçüm sonucunu aldığımız an, ölçüm yaptığımız andan daha sonraki ve herşeyin hemen değiştiği bir andır. Cihazın gösterdiği ölçüm sonucu, gösterdiği ve bizim okuduğumuz ana ait değildir. Çünkü ölçmeye çalıştığımız partikülün hızı ve konumu her an değişmektedir. Çünkü 10-28 gram düzeyindeki kütlelerin sözkonusu olduğu atomaltı dünyasında 10-23 saniye mertebesindeki zaman aralıklarında (doğrudan) gerçek ölçüm yapmak mümkün değildir.

1927'de Alman fizikçi Werner Karl Heisenberg tarafından "dalga paketinin redüksiyon prensibi" olarak tarif edilen, sistemin bu şekilde bir haller süperpozisyonundan tek bir hale sıçraması için bu ölçme esnasında ne olmaktadır? Kuantik ile klasik, gözlenen nesne ile ölçme cihazı arasındaki sınır hangi düzeydedir? Nihayetinde sözkonusu nesne atomlardan ve taneciklerden yapılıdır. Aslında bu hamur çok su götürmektedir. Bazıları dalga paketinin tek bir hale indirgenmesini (redüksiyon) gözleme, gözlemciye, hatta Amerikalı fizikçi Eugene Wigner'in yaptığı gibi, şuura atfetmektedir. Sayıları az olmayan diğer bazı bilim adamları ise esas rolün tesadüfe verilmesinden pek tatmin olmuş değiller. Kendi ifadesiyle, "Tanrı'nın zar attığı" düşüncesini reddeden Einstein bile kuantum fiziğinin henüz olgunlaşmadığını, daha derin ve determinist bir temel teori bulmak gerektiğini düşünüyordu.

"Tanecik" deney süreci dışında da mevcut mu?

Ölçümün getirdiği sıkıntı karşısında Amerikalı fizikçi Hugh Everett radikal bir cevap önerdi: bir haller süperpozisyonunun tek bir hâle indirgenmesi sözkonusu değildir; fakat her biri farklı bir evrende (veya farklı boyuttaki âlemde) olmak üzere bütün mümkün hâllerin gerçekleşmesi sözkonusudur. Aslında bu "birçok âlem" teorisinin de doğrulanması mümkün değildir. Çünkü sayısız paralel evrenin kendi aralarında iletişim yoktur.

Teorinin kurucu babalarından biri olan Danimarkalı fizikçi Niels Bohr daha temkinli, pragmatik ve aynı zamanda derinlemesine bir konum benimsemişti. Ona göre, dalga paketinin indirgenmesi, ölçülecek kuantik sistem ile, mecburen klasik kabul edilen ölçüm cihazı arasında mutlak bir sınır varsayıyordu. Yani sağlıklı bir ölçüm mümkün olmalıydı. Burada ölçüm ayrıcalıklı bir rol oynamaktadır, çünkü taneciğin özelliklerini sadece ölçüm belirlemektedir. Ölçüm dışında bu özellikler tarif edilmiş değildir. Bu noktadan hareketle söylenebilir ki, bizatihi tanecikten bahsedilmemelidir, çünkü taneciğin deney dışında da "var" olduğu kesin değildir

Düşünün ki, herhangi bir cihazla taneciklerin dünyasında ölçüm yapacaksınız. Sonuçta bu cihaz da atom ve taneciklerden yapılı olduğundan, ölçüm zorlaşacak, hata ihtimali artacaktır. Çünkü ölçmek istediğiniz partiküller ve hareketleri cihazın her noktasında zaten mevcuttur. Yani cihaz, ölçüye tartıya gelmeyen kendi değişim oranından daha küçük ölçekteki partikül ve hareketleri ölçmek istemektedir ki, belki kendi değişimi ölçmek istediğini örtmekte, gölgelemektedir. Bir kamyonu kantarda, bir karpuzu manav terazisinde tartmak kolaydır. Kuyumcu terazisi birkaç gram (hatta miligram) ölçeğinde altınları tartacağından daha hassas olması gerekir. Kütle spektrometresi ise bir çeşit atom terazisidir. Fakat atomu oluşturan nükleon (proton, nötron) ve elektronların tartılması, hareketlerinin, konum ve hızlarının ölçülmesi giderek imkânsızlaşmaktadır.

Kuantum kavramları üzerinde 30'lu yıllara kadar süregelen zengin ve hararetli tartışmalar zamanla bırakıldı. Denklemler iyi yürüyordu, geriye kılı kırk yarmak kalıyordu. Özellikle de kuantik-klasik geçişiyle ilgili problemler konusunda. Fakat onlarca yıl boyunca bir arpa boyu kadar bile mesafe katedilmedi. Buna rağmen 1935'le birlikte, Kuantum Mekaniği'nin kurucularından Erwin Schrödinger bu gizemli "dalga paketinin indirgenmesi" fikrinin saçmalığını vurguladı. Mantığını sonuna kadar zorlayarak meşhur "düşünce deneyi"ne başvurdu (bu noktada Karl Popper'in de katkıları oldu). Bu deneye göre, sıkıca kapatılmış bir kutuya hapsedilmiş bir kedi tahayyül ediyordu. Kutuda ayrıca radyoaktif bir atom ve zehir yayan bir cihaz bulunuyordu. Radyoaktif atom bozunduğunda, öldürücü düzenek harekete geçiyor, zehir kutuya yayılıyor ve kedi ölüyordu.

Ortamlarının kurbanı kuantik sistemler

Fakat radyoaktif bozunma (desintegration) kuantik bir olaydır: yani bozunma ölçülmedikçe atom "bozunmuş ve bozunmamış" bir haller süperpozisyonundadır. Şu halde kutuda zehir-atom ikilisiyle kedi-cihaz sistemi, "bozunmuş atom-ölü kedi" ve "bozunmamış atom-canlı kedi" şeklindeki iki halin süperpozisyonunda bulunmaktadır. Ve biz kutuyu açıp bakmadığımız müddetçe her iki hâli bir bakıma aynı anda mevcut düşünürüz. Kısacası, ölçüm gerçekleştirilmedikçe, kedi hem ölü hem diridir (bir futbol maçının sonucunu öğrenmediğimiz sürece zihnimizde sürekli olarak üç ihtimalin dolaşması gibi). Aslında bu deney pek mâkul bulunmadı, çünkü bir kediyi bir tanecikten temelde ayıran husus anlaşılmadıkça gösterilmesi de zordur. Bu herzamanki "kuantik-klasik sınırı" problemidir. Bu durumda hem teori hem de deney cephesinde gelişme kaydedilmesi için 80'li yılları beklemek gerekecekti.

1982'de Los Alamos (ABD) Millî Laboratuvarı'ndan araştırmacı Wojciech Zurek daha önce ileri sürülmüş fakat geliştirilmemiş, basit fakat dâhiyane bir fikri yeniden ele aldı: buna göre bir ölçümde dalga paketinin indirgenmesine yolaçan şey, sistemin çevresiyle (cihaz) olan etkileşimidir. Daha genel olarak kuantik nesneler çevrelerinden asla tam olarak izole değildirler. Bundan, sistemle karşılıklı etkileşime giren herşey anlaşılır: cihaz, hava molekülleri, ışık fotonları. Öyle ki, gerçekte kuantik kanunlar nesneye ve onu çevreleyen ortamdan oluşan bütüne uygulanmalıdırlar. Zurek çevreyle olan birçok etkileşimin sistemin kuantik girişimlerinde çok hızlı bir bozulmaya yolaçtığını gösterdi. Makroskobik bir nesnede meselâ bir kedi atomlardan herbirinin çevresinde, kendisiyle etkileşim yapan diğer birçok atom bulunmaktadır. Bütün bu etkileşimler, neredeyse aniden kaybolan bu yüzden de bütüne tesir edemeyen ve kedinin varlığını bizim gördüğümüz şekliyle devam ettirmesini sağlayan bir kuantik girişimler paraziti meydana getirir. İşte kuantum fiziğinin bizim ölçeğimize uygulanamama sebebi: sistemler asla izole değildir (kedi ise kuantik ölçeğe göre çok büyük bir nesne olarak makroskobik ölçekte kendisini çevreleyen ortam içinde izole bir şekilde görülür, ve çevrenin onun üzerindeki etkileri bu ölçekte yapılan ölçüm sırasında ihmal edilecek kadar önemsiz kalır. Meselâ kedinin ağırlığını ölçerken tüyleri üzerindeki su buharı moleküllerini göremediğimiz gibi, bunların kedinin ağırlığına olan etkileri de ihmal edilecek kadar küçük kabul edilir). Fakat atomaltı dünyasında ölçüm yaparken atomların birbirlerini etkiledikleri ve tek tek hiçbir atomun asla bir kedi gibi izole olamadığı gerçeğiyle karşılaşırız. Bu fenomen fizikte "dekoherans" olarak adlandırılır, çünkü bu, kuantik hâllerin koheransının (aralarındaki ahengin) bozulmasıdır. Bir bakıma ölçek küçüldükçe, atom-altı etkileşimler artacağından, sistemlerin yapı ve fonksiyon sürekliliğinin sağlanması zorlaşmaktadır; bu da açıkça ortaya koymaktadır ki, trilyon kere katrilyon adet atomdan müteşekkil, hem de canlı özelliği gösteren kedi gibi bir varlığın, düzenli işleyen bir sistem olarak devamlılığı ancak herşeye Kadir, Hay, Kayyum, Alim ve Rahman bir kuvvet Sahibi'nin yaratma ve yaşatmasıyla mümkündür (hem de makroskobik ölçek için kalınlaşmış ülfet ve ünsiyetimizin direnemeyeceği ölçüde).

Dekoheransın hızı sistemin bütünlüğüyle doğru orantılı olarak artar: 1027 tanecikden meydana gelen bir kedi 10-23 saniyede dekohere eder; yani kedinin kedi formunun bozulma (ve tekrar aynı formu kazanma) zamanı çok çok küçüktür. Bu durum hem neden asla aynı anda hem ölü hem diri kedi göremediğimizi açıklar, hem de dekoheransın gözlenme zorluğunu. Bizim zamanı, maddeyi ve hâdiselerin akışını en küçük kesirleriyle ölçme ve takip etme yeteneğimiz yaratılış gayemize uygun olarak belli bir sınıra kadardır. İşte bundan dolayı, meselâ bizim bir hüzme şeklinde gördüğümüz ışık yayılımı, aslında birbirlerini ışık hızıyla takip eden foton paketçiklerinden yani aralarında madde ve zaman kesikliği bulunan kuantlardan başka bir şey değildir. "Her nefis (her an) ölümü tadıcıdır (veya tadıp durmaktadır)" anlamı da verilen âyet-i kerimenin işârî mânâlarından birisi acaba, ölçemeyeceğimiz kadar küçük zaman dilimlerinde ölüp diriliyor olduğumuz mudur? Aslında ülfetten dolayı bize basit gibi gelse de, makroskopik ölçekte bir sistemin varlığını sürdürmesi, çok küçük zaman dilimlerinde gerçekleşen dengeleme halleriyle 1027 atomun her an (ölçülebilecek en küçük an) kediyi "kedi" formunda sürdürecek şekilde birarada olması çok zordur. Çünkü bir atom için değil, 1027 atom için her an birçok hal sözkonusudur. Ehl-i keşfin, melekut aleminin hakikatini anlatmak istercesine, "dağılmaya teşne eşya, rahmet eli çekilse nasıl bir arada durabilir?" anlamındaki sözleri belki de bu hakikati ifade etmektedir.

Kuantik bilgi

Yakın zamanda yapılan diğer teorik araştırmalar klasik ve kuantik evrenleri uzlaştırma çabalarını destekliyor. California Teknoloji Enstitüsü'nden Murray Gell-Mann (1969 Nobel Fizik ödülü) ve Santa Barbara Üniversitesi'nden James Hartle dekoheransın zamanda geri dönüşümsüz olduğunu gösterdiler. Meselâ bir tas kahve içinde erimiş bir şeker parçasının yeniden oluştuğu asla görülmez. Böylece zamanın yönü bulunur (geçmişten geleceğe), halbuki o zamana değin kuantum fiziğinde olaylar geri dönüşümlü kabul ediliyordu.

Paris IX Üniversitesi'nden Profesör Roland Omnès ise, kuantik şekilde tecelli eden kanunların garipliklerine rağmen (mümkün hâllerin çokluğu vs) bizim ölçeğimizde tek, determinist ve mükemmelen normal görünen fenomenleri spontan bir şekilde nasıl meydana getirdiğini göstermeye, özellikle canlı sistemlerin en küçük atom-altı birimden itibaren nasıl organize olduğuna, kâinattaki madde ve hadiselerin mikro-âlemden itibaren bizim algılama ölçeğimize hitap edecek şekilde nasıl yaratıldıklarına cevap getirmeye çalışıyor. Bu yüzden moleküler biyoloji bugün daha da küçük alanlara nüfuz ediyor ve neredeyse atomik biyolojiye dönüşme eğilimi taşıyor.

Sonuçta, dekoherans teorisi fizikte yeni bir dönüm noktası olarak kabul ediliyor. Fakat çözüm çok yakın değil. Meselâ fizikçiler, bir çakıltaşının neden sert olduğunu, suyun neden normal şartlarda 100 ºC'de kaynadığını anlamak için katrilyonlarca tanecik üzerinde hesap yapmak gerektiğini söylüyorlar.

Atom-altı dünyasını tarif etmek için makroskopik dünyada kullandığımız bilimsel mantık ve sağduyuyu aynıyla uyarlamanın doğru olmadığını, maddenin kütlesi, boyutu, dolayısıyla hızının ve hareket tarzının değişmesiyle, makroskopik fizik kanunlarının da köklü değişikliğe uğradığını, daha doğrusu mikro-âlemi anlamak için bunların kullanılamayacağını görüyoruz. Demek ki, mikro-âleme inildikçe buradaki san'at, mimarî ve işleyiş de hassas hale gelmekte, incelmekte, ilâhî kudret bu âlemde bir başka şekilde tecelli etmektedir. Bugünün bilim adamları laboratuarda öğrenmektedirler ki, kâinatta tek bir atom, tek bir atom içinde tek bir atom-altı parçacık bile hesapsız ve başıboş değildir. Maddenin künhündeki kudret cilvesinin ihtişamını gördüğümüzde, Allah'ın her an herşeyi kendi takdiriyle var kılıp idare ettiğine, kâinatta O'nun ilim, kudret ve hakimiyetinin tecelli alanı dışında küçük bir yerin ve ân'ın bile kalmadığına olan inancımız teyid olunuyor. Geçmişte ve bugün Batı'nın düşünce dünyasında belli bir ağırlığı olan "Tanrı herşeyi yarattı sonra kendi haline bıraktı, O detaylara karışmaz ve tabiata müdahale etmez" şeklindeki çarpık anlayış, yine Batı üniversitelerinde gerçekleştirilen çalışmalarla yerini, tam ve küllî tevhid hakikatinin görülmesine, yüksek tevhid inancının gelişmesine müsait bir zemine bırakıyor. Son söz: bilimler geliştikçe tevhid hakikati kendini daha parlak bir şekilde gösteriyor ve gösterecek.

Kaynaklar

- H. Guillemot, "Comment la Matière Devient Réelle", Science & Vie, Février, nº 977, Paris 1999.

- D. Lindley, "Quantum World", New Scientist's Guide, Reed Business Information. London 1998.

- P. Yam, "Bringing Schrödinger's Cat to Life", Scientific American, June, v. 276, nº 6, New York 1997.

Toplam 18 mesaj
 
ANKET
2002'den bu yana, en çok beğendiğiniz Milli Eğitim Bakanı kimdir?