Çığır Açan Düşünce Deneyi: Schrödinger’in Kedisi
Schrödinger kedisi Çığır Açan Düşünce Deneyi Erwin Schrödinger, 12 Ağustos 1887 yılında Viyana-Erdberg’de doğdu. Zengin bir ailenin tek çocuğuydu. Ailesi sağladığı imkânlar sayesinde özel dersler alan Erwin Schrödinger, galibiyetli talebelik yaşamını Viyana üniversitesinde devam ettirdikten sonra 23 yaşında doktorasını bitirmişti. Almanya-Stuttgard Üniversitesi’nde profesörlük yapmadan evvel Birinci dünya harbinde topçu subayı olarak misyon alan Erwin Schrödinger, […]
Schrödinger kedisi Çığır Açan Düşünce Deneyi
Erwin Schrödinger, 12 Ağustos 1887 yılında Viyana-Erdberg’de doğdu. Zengin bir ailenin tek çocuğuydu. Ailesi sağladığı imkânlar sayesinde özel dersler alan Erwin Schrödinger, galibiyetli talebelik yaşamını Viyana üniversitesinde devam ettirdikten sonra 23 yaşında doktorasını bitirmişti.
Almanya-Stuttgard Üniversitesi’nde profesörlük yapmadan evvel Birinci dünya harbinde topçu subayı olarak misyon alan Erwin Schrödinger, matematik yöntemle ifade etmeye çalıştığı elektronun tutumu ile ilgili çalışmalarla uğraştı. Yapmış olduğu bu çalışma sonucunda, 1933’de Nobel fizik mükâfatı aldı.
Teorisel fizik profesörü olarak çalıştığı Berlin Üniversitesinden, Adolf Hitler’in iktidara gelmesiyle, memleketine geri döndü. 1938 senesinde, Hitler Avusturya‘yı işgal ettiğinde, sırasıyla İngiltere ve İrlanda’ya göç etti. Bunun sonucunda profesörlük kariyerine Dublin’de devam etti.
Schrödinger krateri, Ay’ın karanlık ve görünmeyen tarafına verilen bir addır ve bu şöhretli fizikçiye dinlenen hürmetin bir ifadesidir. Bununla birlikte 1993 yılında, Avusturya- Viyana’da kurulan, Beynelmilel Matematiksel Fizik Enstitüsü’ne, onun ismi verilmiştir. 1000 Schling banknotların üzerinde, Schrödingerin fotoğrafı bulunmaktadır. Mevzubahisi banknotlar: 1983 ile 1997 seneleri arasında tedavülde bulunmuştur. Schrödinger, 69 yaşında, memleketi Avusturya- Viyana’ya döndü. Dünya görüşüm isimli 1961 senesinde yayınlanan kitabında, Hinduizm felsefesini, geniş kitlelere duyuran Shrödinger, Birleşik alan kuramı ve genel görelilik kuramı üzerine çalışmalarına ara vermeden devam etti.
4 Ocak 1961 senesinde verem sebebiyle ölüm ettiğinde, şöhretli fizikçi Erwin Schrödinger, atom parçaları elektronların hareket ve tavır ihtimallerini matematik yöntemlerle ifade etmiş ve dalga mekaniği kurmuş, dünyaca tanınan biriydi artık.
Erwin Schrödinger, 1935’te, bugün dahi belleklerde kalacak bir deney yaptı. Bu kuantum düşünceyi ortaya koyan, belki de en şöhretli deneyi olarak kabul edilen; ‘ Schrödinger’in Kedisi’ deneyidir. Aynı sene içinde Einstein, Podolski ve Rosen ‘EPR Deneyi’, dedikleri bir deneyle kuantum kuramını tenkit etme yoluna girdilerse de, bu deneyle, Erwin Schrödinger, kuantum kuramını haklı çıkarmış oldu.
Nedir bu Schrödinger kedisi deneyi?
Sağlık meseleyi olmayan, tüm beden parçaları yerinde olan bir kediyi, içinde rahatça hava alabileceği, sıradan bir koliye koyalım. Ama pakette, içinde öldürücü bir zehir olan bir de şişe olduğunu unutmayalım. Bu zehrin bulunduğu şişenin kırılıp, zehrin sarihe çıkmasını sağlayacak bir mekanizmanın da olduğunu zannedelim. Kedinin mukadderatı mekanizmanın yapacağı saldırıya bağlanmış vaziyettedir. Bütün de bu noktada Schrödinger bir iddiada bulunuyor: Kedinin kutu içerisinde yaşayıp yaşamama olasılığı denktir diyor şöhretli fizikçi. Mekanizma çalıştı ve dalga işlevi kediyi öldürdü ya da böyle bir şey olmadı ve kedi can vermedi. Elbette bu hayali deney yalnızca kedinin can verip can vermediğinden ibaret değildir. Hakikatinde şöhretli fizikçi Schrödinger, kedinin hayata ya da can verme ihtimalinin bir arada olduğunu iddia ediyor. Kutu açılmadıkça ve kedinin vaziyeti hakimiyet edilmedikçe, bu iki ihtimalde aynı derecede olasıdır.
Schrödinger’in Kedisi Deneyinin açıklanması.
Bu deney, atomik dünyanın ihtimal- olasılık fikri, bir anda yaşadığımız hakikatlik dünyasına taşıyor. Gözlem olmadığı zamanca, paketin içinde olan kedinin vaziyetini netlikle bütün olarak öğrenemeyiz. Kedi yaşıyor mu yoksa ölü mü hipotez edemeyiz ki, hakikatinde hipotez de bir çeşit ihtimaller dünyasına adım atmaktır. Başka Bir Deyişle hakikatlik ancak apaçık bir gözlemle ortaya çıkarılabilir. Bir anlamda Kedinin hayata ihtimali yüzde elli ellidir.
Kuantum fiziğinin esası, hakikatliklerin değişiklik talep edebileceği üzerine heyetidir. Bu görüşe göre: bir şey yalnızca bir tek geçmişe değil, olası olan bir hayli geçmişe sahiptir. Bazı bilim insanları ve elbette felsefeciler bu düşünceyi kabul etkenin güç olduğunu, bu düşüncenin hakikatlik algısını büktüğünü ve mümkün fotoğrafı flulaştırdığını düşünürler. Öyle ya, eğer kutu açılırsa, kedi ya ölü ya da canlı olarak bulunacaktır. Ancak kutu açılmazsa, kedinin kuantum vaziyeti onun canlı ya da ölü olmasının karışımı halini alacaktır. Bir varlık yarı ölü veya yarı diri olamaz, genel görüşe göre: bir şey ya canlıdır ya da ölüdür. Her şey tek bir geçmişe sahiptir. Elbette bu sıradan düşünce Shrödinger’in us zorlayıcı deneyine dek böyle sürmüştü. Bu deneyde, iki geçmiş bulunur. Birincisinde kedi, mekanizmanın şişeyi bölüp, zehri sarihe çıkarmasına can vermiştir, ikincisinde ise: mekanizma hareket etmemiş ve şişe kırılmadığı için zehir sarihe çıkmamıştır. Bu vaziyette kedi canlıdır. Şu kısmın altını özellikle kalın çizgilerle çizmemiz gerekiyor: Kuantum kuramında yalnızca tek bir ihtimal değil, aynı zamanda iki ihtimalde beraber var olabilmektedir.
Yukarıyada belirttiğimiz gibi bazı bilim insanı ve felsefeciler, bu vaziyette olan bir kedinin ancak ve ancak bir geçmişi olabileceği doğrultusunda fikirlere sahip olduklarından, kendilerini garip bir paradoks içinde bulurlar.
İkinci dünya savaşı senelerinde, uzay-zamanda, yol süresince mümkün bir konumdan, başka bir konuma, parçacıkların ilerleme kaydolduklarını öne süren ve bir şeyin yalnızca tek bir geçmişe sahip olabileceğine bu surattan karşı çıkan ilk şahıs Feynman’dır. İnsanların neredeyse tamamı, her şeyin başlangıç ve netice doğrultusunda lineer başka bir deyişle düz, tek bir çizgi izlediğini düşünür. Oysa uzay ve zamanda, nesneler, parçacıklar tek ve emin bir yol izlemezler. Dolayısıyla her parçacık, her nesne hakikatinde birden fazla mümkün geçmişe sahip olabilirler.
Daha Önceki inanış, zamanın ebediye kadar akıp gittiği üzerine heyeti bir inanıştı. Görelilik kuramı ise bu daha önceki inanışı bir anda kırdı ve şöyle dedi: Zaman uzay ile birleştirildiğinde, her ikisi de enerji ve madde tarafından bükülebilir. O halde: Zaman düz bir çizgi ve ebediye dek tek ve değişmez bir çizgide ilerleyen bir şey olmaktan çıkar. Bu kuram, zaman hakkında olan görüşümüzü esnetmiş hatta değiştirmiştir.
Neden ve yaratma gibi kavramlar, Big Bang, başka bir deyişle Büyük Patlama tekilliğinden çok evvel var olan bir zamanı önerir. Genel görelilik kuramıyla Einstein gibi bir dahinin, on beş milyar yıl evvel, başlangıcın bir tekillikte mevcut olduğunu varsaydığını öğreniyoruz. Ne Yazık Ki felsefeyle uğraşanlar henüz bu görüşü algı edemediler. Fizik dünyasının kendini dahi aşarak ilerlediğini, insanoğlunun önüne muazzam bir hakikatlik dünyasını serdiğini kavramaktan hala uzak duruyorlar. Sanırım, Einstein’ın, ” Önyargıların dağılınması, atomun dağılınmasından daha güç.” deyişi, şimdi daha da anlam kazanıyor.
Hakikatliği kavramak…
Kuantum mekaniği artık herkesin dinlediği bir şey. Her ne kadar onu bütün olarak açıklayabilmek, fizikçiler ve matematikçilerin işi de olsa, Kuantum ismini dinlemeyen neredeyse yok gibi.
Bu yalnızca bir kulak dolguluğu ya da genel kültür sorunu değil aynı zamanda Kuantum kriptografi gibi, atom altı parçacıkların birbirine dolanık olarak, uzak ara mesafelerden birbirleriyle haberleşmesi teknolojisi üzerine heyeti makinelerin, yevmiye yaşamlarımızda kullanılmasıyla da yerini alan bir reelliktir.
Daha Önceki inanışların ötesinde yeni bir hakikatlik algısı oluşuyor ve bu yaradılış, bilim insanlarından, caddedeki sıradan yurttaşın yaşamında gitgide daha ehemmiyetli bir yer almaya başlıyor. Esasen sorunun özü bütün de budur. Düz bir dünya görüşünden, zamanın her iki ihtimale de yer açtığı, her şeyin iki değişik geçmişe birden sahip olabilmesi gidişatına geldiği günümüz dünyasında, insanoğlu hudutlarını aşıp evrimini bir üst basamağa taşıyacak ve yeni jenerasyonlar, bizim yaşadığımız daha önceki dünyayı yalnızca bir anı olarak yad edeceklerdir.
Günümüzde Schrödinger’in kedisini anımsayan bir deney daha yapıldı. Geçtiğimiz aylarda, Yale Üniversitesi akademisyenleri tarafından yapılan bu deney, alışılmadık bir deney olabilir. Yale Üniversitesi tarafından yapılan deneyde, iki değişik pakette bulunan kedi, hem canlı hem de ölü olabiliyor. Buna ”dolaşıklık kavramı” ismi veriliyor. Science mecmuasında yayınlanan deney neticeyi, kedinin dolaşıklık kavramı deyim edilen vaziyetle, uzay ve zamanda dağılması sağlanıyor. Deney için özel hazırlanan, 3 D mikrodalga oyuk ve görüntüleme bilgisi elde etmek için bir de çıkış ayarlanmış, süper geçirgen, yapay atomla bağlamlandırılmış, kedi görevini, mikrodalga ışık görmüştür.
Mevzunun başyazarı Chen Wang şunları aktarıyor: ”Kedi, tekbir pakette kalmayacak kadar büyük ve aynı oranda uslu. Hakikatinde bu gidişat yalnızca kedinin büyük ve uslu olmasıyla açıklanamaz. Kuantum, ayrı olarak belirlenemeyecek seviyede, iki oyuk arasında kalmış. Seçenek bir sav sunulursa, Schrödinger’in kedisinin, her iki pakette dolaşık olarak bulunduğunu iddia edebiliriz.” Yale Üniversitesinden aynı takımda bulunan Prof.Robert Schoelkopf, bu deneydeki kedi gidişatlarının, bilgi depolama hususunda çok ehemmiyetli bir adım olabileceği üzerini dikkat topluyor. İki kuantum arasındaki operasyonların, elbette burada manasal harekâtlar hedefleniyor, iki ayrı pakette tek bir kedinin oluşu sayesinde manasal bağ kurma mücadelelerinin pozitif bir ifadesidir diyerek laflarına son veriyor.
Kuantum hesaplama araştırmalarına katkıda bulunan Michel Devoret ile Steve Girvin, Devre Kuantum Elektrodinamiği alanında faaliyet gösteren lider bilim adamlarıdır. Bu çalışmalarıyla, Devre Kuantum Elektrodinamiği üzerinde, on seneden fazladır geliştirme çalışmalarını asıllaştırmak yolunda olan bu bilim adamları, değişik ve yeni tasarımlar tertip etmeyi de muvaffak olmuşlardır. Bunlardan en ehemmiyetlisi, kuşkusuz, 3D oyuklar ve kuantum sistemini, yanılgısız ve elbette ona hasar vermeden ölçebilen bir sistemdir.
Yapılan deney, Hilbert uzayında bir nevi kuantum hali tomografisi sunuyor, aynı zamanda Schrödinger’in şöhretli kedi paradoksunu, günümüz teknolojisi aracıyla zarafetle harmanlıyor. İki mikrodalga oyuğunda konuşlanan elektromanyetik alanların tesiri, bu çalışma ile, bir çeşit yeni versiyon Schrödinger’in kedisi deneyine, iki-varyasyonlu kedi deneyi olarak tatbik ediliyor. Bu gidişat, kuantumun çok ihtimalli vaziyetlerini idareyebilme hüneri, kuantum hesaplama ve elbette haberleşme, bunun yanı gizeme, fazla derecede kodlanmış kubitler arasında bir anlam balansı kurmak ismine atılan büyük bir adım olmaktadır.
Erwin Schrödinger’in 1935 senesinde yaptığı bu deney, görülen o ki, kuantum fizikçilerine esin vermeye devam ediyor. Büyüyen günümüz teknolojisiyle, kuantum fiziğinin nereye kadar uzanacağı, bunun sonucunda, çok kesin çizgilerle etrafını sınırlandığımız, öğreniyor varsaydığımız kavramların, zaman gibi, daha nereye kadar esneyebileceğini kestirmek, yalnızca hayal dünyalarımızın genişliği ile ölçülebilir. Haberleşme, bilgi depolama gibi teknolojilere de hizmet eden bu deneyin insanlık için açtığı kapıların birden fazla olduğunu söylemek, sanırız abartı olmaz. Her asıllığın, aynı anda iki değişik geçmişe sahip olabilmesi görüşü, o günlerde olduğu gibi, günümüzde de muhalefet görüyor olsa da, Yale Üniversitesi gibi saygıdeğer bir üniversitenin, saygıdeğer ve elit akademisyenleri muhakkak ki, günümüzde de muhalefet eden, değişmez fikirli bireylere karşı sancak yarışını sürdürmekte, yaptıkları yeni versiyon Schrödinger’in kedisi deneyi ile, kuantum mekaniğinde çığır kalemtıraş, somut bilgileri ortaya koyabilmektedir. Science mecmuası gibi, ciddi bir mecmua da yer bulabilme fırsatı tutabilmenin, yalnızca kaderle açıklanamayacağı oldukça emindir. Diliyoruz ki, Schrödinger’in kedisi, her iki mümkün dünyada, çığır kalemtıraş deneyler yapmak isteyenlere yol göstersin ve onlara esin olsun.
Bu arada düşünsel deneyde kullanılan hakikat bir kedi bulunmamakta ve kedi dâhil bu düşünsel deneyde hiçbir hayvana hasar verilmemiş olduğunu anımsatmakta fayda var.