|
KUNATUMUN
FELSEFESİ
Ünlü kuramcı Bohr, "Kuantum teorisiyle şok
olmayan kimse, onu anlamamıştır" der. Gerçekten de
matematiksel olarak açık bir şekilde ifade
edilmesine karşın bu teorinin felsefi alanda
yorumlanması ve oluşturduğu problemlerin
çözümlenmesi bir hayli zor görülüyor.
Kuantum teorisi bilime ve doğaya farklı bir bakış
açısı getirmiştir. Şimdi, bu yenilikleri
görebilmek için klasik ve kuantumlu anlayışın
belli başlı özelliklerini ortaya koyalım.
Öncelikle klasik fiziğin felsefi dayanaklarına
bakarsak:
1) Klasik fizikte, bir cismin hızı, ivmesi, enerji
ifadeleri gibi tüm nicelikler cismin konumunun
zamana göre diferansiyelleri ile ifade edilir.
2} Yukarıda sözü edilen momentum. enerji gibi
fiziksel büyüklüklerin bütün olarak ele alındığı
görülür.
3) İrdelenen olaylar belli bir kesinlik,
belirlilik taşır ve istenilen doğrulukta ve aynı
anda bütün fiziksel büyüklükler ölçülebilir.
4) Evrenin geçmişinde oluşan olaylar incelenerek,
geleceğe ilişkin bir yordama yapılabilir.
Sözgelimi, Jüpiter Gezegeni şu zamanda,
yörüngesinin şurasında ve bize bu kadar uzaklıkta
olacaktır, denilebilir. Gözlem ve deneylerde küçük
hatalar çıkabilme olasılığına karşın tahminlerimiz
büyük ölçüde doğrulanır.
5) Klasik fizik ile incelenen her sistem ya da
olay birbirinden bağımsız olarak düşünülür; bu
sistemi oluşturan ve birbiri İle iletişim olanağı
bulunmayan varlıklar bütünüyle ayrı olarak ele
alınır.
6) Klasik olarak incelenen olay, gözlemci ve
kullanılan deney aleti ile değişiklik göstermez.
Kuantum görüşünün kabul edilen temel olguları ise:
a) Olayların incelenmesinde kompleks yapıda ve bir
olasılık denklemi olan Schrödinger dalga denklemi
kullanılır. Bu denklemden vj/ dalga fonksiyonu
bulunup işlemlerde konarak, konum, momentum ve
diğer nicelikler elde edilir.
b) Fiziksel nicelikler kesikli parçalı yapıda ele
alınır.
c) Kuantum teorisi fiziğe kuşku götürmez bir
biçimde belirsizlik (indeterminizm) olgusunu
sokmuştur.
d) Parçacıklar söz konusu olduğunda her büyüklük
olasılıklarla belirlenir ve gelecekle ilgili
tahminler olasılıklara dayanarak yapılabilir.
Örneğin ışığın yapı taşı olan fotonların, uzayda
bir yerde bulunması ancak olasılıklarla
belirlenir.
e) Birbiriyle hiç iletişim olanağı bulunmayan iki
varlık arasında "bağlılaşım-correlation"
görülebilir. Örneğin aynı kaynaktan çıkan
fotonların karşıt doğrultularda göstermiş olduğu
davranışları, birbiri ile uyuşum halindedir.
f) Kuantumda; gözlemci, gözlenen ve gözlem aleti
birbiriyle bir bütünlük oluşturur. Bunlar
birbirlerinden ayrı düşünülemez.
Görüldüğü gibi klasik fizik ile kuantumcu düşünce
birbirinden bir çok noktada farklılık gösterir. Bu
farklılıklar ayrıntılı olarak göz önüne
alındığında şu yorumlar yapılabilir:
Kuantum teorisinin önemli buluşlarından birisi
belirsizlik bağıntısıdır. 1927'de Heissenberg
tarafından ortaya konulan bu bağıntıya göre mikro
boyutta tanımlı bir parçacığın, eş zamanlı olarak
konum ve momentumunun tesbit edilmesi en az Planck
sabit (h) kadar bir hata içerir. Aynı olgu
eşzamanlı olarak, parçacığın enerjisi ile bu
enerjiyi taşıdığı zaman için de söz konusudur.
Örneğin bir elektronun bulunduğu uzayda konumunun
tesbiti İçin, elektronun üstüne büyük frekansta
ışık göndermeliyiz. Aksi halde elektronu
gözlemleyenleyiz. Bu durumda yüksek frekanslı ışık
elektronun konumunu belirler. Ancak elektrona bir
hız verir. Dolayısıyla konumun belirlenmesiyle
beraber parçacığın hızını ve momentumunu yitirmiş
oluruz . Tersi olarak; elektronun momentumunu
belirlemek İçin küçük frekanslı ışık kullanırız,
bu durumda da konum belirlenemez.
İkinci önemli bulgu da "dalga/parçacık dualite'dir.
Huygens'ten beri ışığın kırınım ve girişim yaptığı
biliniyordu.Örneğin ışık Young deneyi düzeneğinden
geçirilirse karşıdaki ekranda aydınlık-karanlık
noktalar oluşur. Yani girişim yapar. Yine yarım
bardak suya sokulan bir kalemin kırık olarak
algılandığı görülür. Bu gibi olayların hepsi ancak
dalga modeliyle açıklanabilir. Einstein'ın
fotoelektrik olayını açıklamasından sonra ışığın
parçacıktı yapıda olması gerektiği bulundu. Yine
ışığın cisimler üzerine uyguladığı anlık basınçlar
ve Geiger sayacında göstermiş olduğu etkiler bunu
destekler. Sonunda Bohr, "Işığın dalgacık mı
tanecik mi olduğunu belirlenmesi ancak gözlemcinin
sorduğu soruya göre cevaplanabilir" diyerek
gözlemcinin de vazgeçilmez biçimde teoride yerini
alması gerektiğini belirtir.
Amerikalı J.Davisson ve L.Germer adlı bilim
adamları elektronların da hızlı olarak bir kristal
katıya çarptırıldıklarında dalga özelliği
gösterebileceğini buldular. Böylece düalite
yalnızca ışık (elektromagnetik dalga) İçin geçerli
değil aynı zamanda maddesel parçacıklar için de
geçerliydi. Bu da Broglie'ın öne sürdüğü
elektronlar için dalga yapısının deneysel bir
ispatıydı, aynı zamanda Kuantum teorisindeki
düaliteyi, 1915'te, X ışınlarıyla yaptığı
çalışmalarından dolayı Nobel ödülü alan VV.Bragg
şöyle belirtiyordu. "Pazartesi, çarşamba ve cuma
günleri parçacık kuramını; Salı, Perşembe ve
Cumartesi günleri dalga kuramını öğretiyorum."
Diğer önemli yenilik ise olasılık kavramıdır. Bir
parçacığın bir uzay bölgesinde bulunması ancak
olasılıklarla bellidir. Parçacığın konumu için
kesin koordinatlar verilemez. Born bu düşünceden
hareketle Schrödinger'in ortaya attığı dalga
fonksiyonunu yorumlamış ve y ile gösterilen bu
kompleks fonksiyon için, uzayda bir noktada beili
bir anda hesaplanan dalganın genliğinin karesinin,
parçacığın o noktada o anda bulunması olasılığını
verdiğini belirtmiştir.
Belirsizlik ilkesi , dualite, olasılık tanımı ve
gözlemci-gözlenen bütünlüğü kuantum mekaniğine,
Kopenhag yorumu olarak girmiştir ve tartışmalara
rağmen halihazırda kuantum teorisinin en etkin
yorumu olarak karşımıza çıkar. Kuantum
felsefesinin ..sorunlarına bakıldığında önemli
tartışmaların temelde, Young deneyinin
yorumlanmasından kaynaklandığı görülür. Bilim
adamları, fotonların iki ayrı delikten geçişinin
mantıksal olarak nasıl algılanması gerektiği
üzerinde durarak; fotonlarla gözlemci arasındaki
ilişkiyi aramaktadırlar.
Bohr ve Kopenhag ekolü savunucuları fotonların,
iki ayrı delikten geçmelerini iki ayrı dünyada
hareketleri olarak düşünüyor. Onlara göre girişim
bu birbirinden tamamen iki ayrı iki dünyadan
her-birinin birlikte hazırlanarak birbirinin
üstüne çakış-masıyla ve birbirlerini bütünleştirme
siyle oluşur. Dolayısıyla sonuçta her iki dünyanın
hakiki bir melezi oluşur. Başta Einstein olmak
üzere pek çok fizikçiye bu melez-bütünleyici dünya
yorumu pek sıcak gelmedi. 1935'te "Schrödinger
kedisi" yorumu ortaya atıldı. Bu görüşe göre her
an zehirlenmesi tehlikesi olan bir kedi kapalı bir
kutudadır. Gözlemciye göre bu kedi her an ölü ya
da diri bir halde bulunmalı, iki ayrı olasılık
eşit olarak göz önünde tutulmalıdır. Bu aynı
zamanda Young deneyinin iki ayrı delikle
oluşturulan farklı dünyalarına benzer. Farklı
nokta ise; kedinin ölü ya da diri olduğunu kesin
belirleyene kadar kedinin iki durumunun da yan
yana bulunduğunun öne sürülmesidir. Yani kedi,
yarı canlı-yarı ölüdür, aynı zamanda.
Başka bir yorum da Everett'ten 1957'de gelir. Ona
göre, birçok gözlenemez paralel evren mevcuttu.
Bunlara Everett, "alternatif kuantum dünyaları"
diyordu. Bütün olaylar bu dünyaların birinde,
olasılıkların hepsi gerçekleşecek biçimde
olmaktadır. Sonuçta bütün olasılıklar evrende
varoluyordu.
|
