Bugünkü Hürriyet'te çıkan yazımı burada da sunuyorum.
*
Daha 19. yüzyılın sonlarında, Almanya'da elektrik ampulü
üreten firmalar, fizikçi Max Plack'tan
çeşitli madenlerin ışıma ve sıcaklıkları arasındaki ilişkiyi araştırmasını
istedi.
Planck bu araştırmasında, atomdan dışarıda enerjinin 'enerji paketleri' şeklinde, yani 'kuanta'lar olarak çıktığını ortaya
attı. Kuantum teorisi böyle başladı.
Buna ilk büyük katkıyı genç bir İsviçreli patent bürosu
çalışanı yaptı, Albert Einstein
ışığın da 'kuanta'lar şeklinde
çıktığını söyledi. Einstein'ın bu makalesi uzun süre gözardı edildi ama sonunda
ışığın hem elektromanyetik spekturumun bir parçası olduğu hem de bugün 'foton' adını verdiğimiz parçacıklar
aracılığıyla yayıldığı görüldü.
Arkadan Danimarkalı büyük fizikçi Niels Bohr geldi, onun hidrojen atomu modeli büyük bir ilerlemeydi
ama başta Einstein olmak üzere pek çok kişiyi rahatsız eden bir şey vardı
Bohr'un modelinde: Hidrojen atomundaki elektron çekirdek etrafındaki yörüngesinde
bir enerji seviyesinden bir diğerine sıçrayıveriyordu. Elektron bir seviyeden
diğerine geçerken bir tarafta (adeta) yok oluyor sonra hop öbür seviyede
yeniden beliriyordu.
'Kuantum sıçraması'
adı verilen bu fenomen 20. yüzyılın başında Avrupa'nın ve Amerika'nın en parlak
beyinlerini meşgul etti. Buradan Heisenberg'in meşhur belirsizlik ilkesine
varıldı. Biliyorsunuz, belirsizlik ilkesi bize bir atom altı parçacığın aynı
anda hızını ve yönünü bilemeyeceğimizi söyler.
Heisenberg'in
belirsizlik ilkesine bir de 'kuantum dalga
teorisi' eşlik eder. Avusturyalı Schrödinger'in
kedisiyle popüler olan kuantum dalga teorisi bize bir gözlemci gözlem yapana
kadar atomaltı parçacıkların 'kuantum
durum'larının aynı anda muhtemel bütün olasılıkları birden içerdiğini
söyler. Yani Schrödinger'in kedisi aynı anda hem ölüdür hem canlı ve üstelik
iki ihtimal de gerçektir. Ama biri gözlem yaptığında 'kuantum dalga fonksiyonu' çöker ve olasılıklardan sadece biri 'gerçek' olur.
Niels Bohr |
Einstein'ın Bohr'un atom modelindeki elektronun
sıçramalarının belirsizliğine itirazı buradaki gerçekliğin doğasıyla ilgiliydi.
Einstein'a göre bir gözlemcinin varlığından bağımsız olarak gerçeklik vardı.
Fizik bilimine istatistikin girmesinden şans faktörünün
devreye girmesi sebebiyle rahatsızdı Einstein, o yüzden mevcut kuantum
teorisini henüz tamamlanmamış olarak görüyordu. Meşhur, 'Tanrı evreni yaratırken zar atmaz' sözünü bu bağlamda okumak
gerekir; bütün varoluşumuzun ardında belirlenebilir kurallar olduğuna
inanıyordu Einstein.
Bohr'a göreyse kuantum teorisi kendi içinde tutarlıydı ve
tamdı; 'klasik fizik'in kuralları
burada geçerli değildi.
Einstein ise soruyordu: 'Siz
ona doğru bakmazken Ay'ın orada olmadığına mı inanıyorsunuz sahiden?' Büyük
objelerin tabi olduğu kurallar ile
atomaltı objelerin tabi olduğu kurallar ayrı ayrı olamazdı ona göre.
Einstein ve Bohr bir yandan çok iyi iki dosttu ama bir
yandan da gerçekliğin doğasıyla ilgili bu çok önemli tartışmayı sürdürüyordu.
Bugün bakan pek çok kişiye göre bu tartışma bütün 20. yüzyılın en önemli ve en
anlamlı entellektüel tartışmasıydı ve aslında hala daha bitmiş de değil.
Einstein kendi teorisini unutuyor
Albert Einstein |
Einstein, Bohr'un iddialarına birkaç kez 'düşünce deneyleri' ile cevap verdi.
Einstein, 1930 yılında Belçika'da bir konferansta Bohr ve
arkadaşlarının yüzüne karşı şunu sordu:
'İçi tamamen ışık
dolu bir kutu hayal edin. Duvarlarından birinde minik bir açma kapama yeri var
ve bu mekanizma kutunun içindeki bir saate bağlı, saat de dışarıdaki bir başka
saatle senkronize. Şimdi kutuyu tartın, sonra saati o kapağı çok kısa bir süre,
sadece bir fotonun dışarı kaçabileceği kadar süre açın. Şimdi o tek fotonun tam
olarak ne zaman kutudan çıktığını da biliyoruz. Şimdi kutuyu yeniden tartın.'
Bu düşünce deneyini ilk dinlediğinde Bohr telaşlandı; çünkü
belirsizlik ilkesi tehlikedeydi. Bütün gece uyumadı bu deneyi nasıl
altedebileceğini düşündü ve sonunda buldu. Büyük Einstein kendi genel görelilik
teorisini unutmuştu; bu teoriye göre iki saatin birbirine kusursuz biçimde
senkronize olması olanaksızdı. Einstein kutunun içindeki kütle çekim kuvveti
ile dışındaki arasındaki farkın saatlerin işleyişini farklılaştıracağına dair
kendi teorisini görmezden gelen inanılmaz bir hata yapmıştı.
Einstein'ın öteki müthiş deneyi
1930'da Belçika'da üzerinde fazla kafa yormadan ortaya
attığı düşünce deneyinde fena yanılan Einstein, 1935 yılında Amerika'dayken,
çok da fazla tanınmayan Podolsky ve Rosen isimli iki fizikçiyle ortak bir
makale yayınlayarak daha iyi bir düşünce deneyi önerdi.
Bugün 'EPR' diye
bilinen bu çok kısa makale herhalde fizik dünyasının en fazla atıf yapılan
makalesi. Buradaki düşünce deneyinde, A ve B adlı iki parçacığın varsayılması
isteniyordu. Parçacıklar birbiriyle kısaca ilişkiye girdikten sonra tam tersi
yönlere hareket ediyorlar. A parçacığı her türlü gözlemden ve gözlemciden
uzaktayken B parçacığını ölçerek aslında A'yı da gözlemlemeden ölçmek mümkün
olabilirdi EPR'nin önerdiği düşünce deneyine göre. Yani belirsizlik ilkesinin
arkasından dolaşmak mümkündü.
Makalenin amacı kuantum teorisinin henüz tam olmadığını
göstermekti; Bohr bu düşünce deneyine cevap vermedi ve hep içi içini yedi.
Makalenin yazılmasından yıllar sonra makalede öngörülen
düşünce deneyi gerçek oldu; bugün 'kuantum dolanıklığı' denen şey budur. Bu dolanıklık
sayesinde kuamtum bilgisayardan kuantum kriptolojiye kadar pek çok şeyin önü
açıldı.
Ama gerçekliğin doğasıyla ilgili bu önemli tartışma sonuçsuz
kaldı.
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder