KUANTUM TEORİSİNİN 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 var oluyordu.
Kaynak: Alternatif Bilim
Ansiklopedisi