Gelecek Geçmişi Etkiler mi?: Uzmanlar Bunun Mümkün Olabileceğini Söylüyor
2022 yılında fizik Nobel ödülü, kuantum dünyasının Evrenin nasıl işlediğine dair bazı temel sezgilerimizi yıkması gerektiğini gösteren deneysel çalışmalar için verildi.
Pek çok kişi bu deneylere bakarak, uzak nesnelerin etkileşime girmek için fiziksel bir aracıya ihtiyaç duyduğu sezgisi olan “yerelliğe” meydan okudukları sonucuna vardı. Ve gerçekten de, uzak parçacıklar arasındaki gizemli bir bağlantı bu deneysel sonuçları açıklamanın bir yolu olabilir.
Diğerleri bunun yerine deneylerin “gerçekçiliğe” – deneyimlerimizin altında yatan nesnel bir durum olduğu sezgisine – meydan okuduğunu düşünüyor. Sonuçta, deneyleri açıklamak ancak ölçümlerimizin gerçek bir şeye karşılık geldiği düşünülüyorsa zordur.
Her iki durumda da, birçok fizikçi yerel gerçekçiliğin “deneyle ölümü” olarak adlandırılan şey konusunda hemfikirdir.
Peki ya Bu Sezgilerin İkisi de Üçüncü Bir Sezgi Pahasına Kurtarılabilirse?
Giderek büyüyen bir grup uzman, şimdiki eylemlerin geçmişteki olayları etkileyemeyeceği varsayımından vazgeçmemiz gerektiğini düşünüyor. “Geriye dönük nedensellik” olarak adlandırılan bu seçenek, hem yerelliği hem de gerçekçiliği kurtaracağını iddia etmektedir.
Nedensellik
Peki nedensellik nedir? Herkesin bildiği cümleyle başlayalım: korelasyon nedensellik değildir. Bazı korelasyonlar nedenselliktir, ama hepsi değil. Aradaki fark nedir?
İki örnek düşünün. (1) Bir barometre ibresi ile hava durumu arasında bir korelasyon vardır – bu yüzden barometreye bakarak hava durumu hakkında bilgi ediniriz. Ancak kimse barometre ibresinin hava durumuna neden olduğunu düşünmez. (2) Sert kahve içmek kalp atış hızının yükselmesiyle ilişkilidir. Burada ilkinin ikincisine neden olduğunu söylemek doğru görünüyor.
Aradaki fark, barometre ibresini “oynatırsak” hava durumunu değiştirmeyeceğimizdir. Hava durumu ve barometre ibresinin her ikisi de üçüncü bir şey, atmosfer basıncı tarafından kontrol edilir – bu yüzden birbirleriyle ilişkilidirler. İbreyi kendimiz kontrol ettiğimizde, hava basıncıyla olan bağlantıyı koparmış oluruz ve korelasyon ortadan kalkar.
Ancak birinin kahve tüketimini değiştirmek için müdahale edersek, genellikle kalp atış hızını da değiştiririz. Nedensel korelasyonlar, değişkenlerden birini oynattığımızda hala geçerli olan korelasyonlardır.
Bugünlerde, bu sağlam korelasyonları arama bilimine “nedensel keşif” deniyor. Basit bir fikir için büyük bir isim: etrafımızdaki şeyleri oynattığımızda başka nelerin değiştiğini bulmak.
Sıradan yaşamda, genellikle bir kıpırdanmanın etkilerinin kıpırdanmanın kendisinden daha sonra ortaya çıkacağını kabul ederiz. Bu o kadar doğal bir varsayımdır ki, bunu yaptığımızın farkına bile varmayız.
Ancak bilimsel yöntemde hiçbir şey bunun olmasını gerektirmez ve fantastik kurguda kolayca terk edilir. Benzer şekilde bazı dinlerde, sevdiklerimizin dünkü gemi kazasından kurtulanlar arasında olması için dua ederiz.
Şu anda yaptığımız bir şeyin geçmişteki bir şeyi etkileyebileceğini hayal ediyoruz. Bu geçmişe dönüklüktür.
Kuantum Geriye Dönüklük
Yerelliğe yönelik kuantum tehdidi (uzaktaki nesnelerin etkileşim için fiziksel bir aracıya ihtiyaç duyması) Kuzey İrlandalı fizikçi John Bell’in 1960’larda ortaya attığı bir argümandan kaynaklanmaktadır.
Bell, Alice ve Bob adlı iki varsayımsal fizikçinin her birinin ortak bir kaynaktan parçacıklar aldığı deneyleri ele almıştır. Her biri çeşitli ölçüm ayarlarından birini seçer ve ardından bir ölçüm sonucu kaydeder. Birçok kez tekrarlanan deney, bir sonuç listesi oluşturur.
Bell, kuantum mekaniğinin bu verilerde garip korelasyonlar (şimdi doğrulandı) olacağını öngördüğünü fark etti. Bu korelasyonlar, Alice ve Bob birbirinden ışık yılı uzakta olsalar bile, Alice’in seçtiği ayarın Bob’un sonucu üzerinde ince bir “yerel olmayan” etkiye sahip olduğunu ve bunun tersinin de geçerli olduğunu ima ediyor gibi görünüyordu.
Bell’in argümanının Albert Einstein’ın modern fiziğin önemli bir parçası olan özel görelilik teorisine bir tehdit oluşturduğu söyleniyor.
Ancak bunun nedeni Bell’in kuantum parçacıklarının gelecekte hangi ölçümlerle karşılaşacaklarını bilmediklerini varsaymasıdır. Geriye dönük nedensel modeller Alice ve Bob’un ölçüm seçimlerinin kaynaktaki parçacıkları etkilediğini öne sürer. Bu, özel göreliliği bozmadan garip korelasyonları açıklayabilir.
Son çalışmalarımızda, garip korelasyon için basit bir mekanizma önerdik – Berkson önyargısı adı verilen tanıdık bir istatistiksel fenomeni içeriyor (popüler özetimize buradan bakabilirsiniz).
Artık kuantum retrokusallık üzerine çalışan başarılı bir akademisyen grubu var. Ancak daha geniş alandaki bazı uzmanlar için hala görünmez. “Süperdeterminizm” adı verilen farklı bir görüşle karıştırılmaktadır.
Süperdeterminizm
Süperdeterminizm, ölçüm seçimleri ile parçacıkların altında yatan özelliklerin bir şekilde ilişkili olduğu konusunda geriye dönüklükle hemfikirdir.
Ancak süperdeterminizm bunu hava durumu ile barometre ibresi arasındaki korelasyon gibi ele alır. Atmosferik basıncın hem hava durumunu hem de barometreyi kontrol ettiği gibi, hem seçimlerimizi hem de parçacıkları kontrol eden ve ilişkilendiren gizemli bir üçüncü şey – bir “süper belirleyici” – olduğunu varsayar.
Dolayısıyla süper belirleyicilik, ölçüm seçimlerinin özgür irademizle kıpırdatabileceğimiz şeyler olduğunu reddeder, bunlar önceden belirlenmiştir. Serbest kıpırdanmalar, tıpkı barometre örneğinde olduğu gibi, korelasyonu bozacaktır.
Eleştirmenler süperdeterminizmin bilimsel deneyler yapmak için gerekli temel varsayımların altını oyduğuna itiraz etmektedir. Ayrıca bunun özgür iradeyi inkar etmek anlamına geldiğini, çünkü bir şeyin hem ölçüm seçimlerini hem de parçacıkları kontrol ettiğini söylüyorlar.
Bu itirazlar geriye dönük nedensellik için geçerli değildir. Geriye dönük nedensellikçiler bilimsel nedensel keşfi her zamanki gibi özgür ve kıvrak bir şekilde yaparlar. Kanıtın götürdüğü yere gitmeyi reddediyorlarsa, bilimsel yöntemi unutanların retrokusallığı reddedenler olduğunu söylüyoruz.
Kanıtlar
Geriye dönüklüğün kanıtı nedir? Eleştirmenler deneysel kanıt istiyor ama bu işin kolay kısmı: ilgili deneyler Nobel Ödülü kazandı. İşin zor kısmı, geriye dönüklüğün bu sonuçlara en iyi açıklamayı getirdiğini göstermektir.
Einstein’ın özel göreliliğine yönelik tehdidi ortadan kaldırma potansiyelinden bahsetmiştik. Bize göre bu oldukça büyük bir ipucu ve bunu keşfetmenin bu kadar uzun sürmesi şaşırtıcı. Bunun başlıca sorumlusu süperdeterminizmle ilgili kafa karışıklığı gibi görünüyor.
Buna ek olarak, biz ve diğerleri geçmişe dönüklüğün, parçacıkların mikro dünyasının geçmiş ve gelecek arasındaki farkı önemsemediği gerçeğini daha iyi anlamlandırdığını savunduk.
Her şeyin süt liman olduğunu kastetmiyoruz. Geriye dönüşle ilgili en büyük endişe, geçmişe sinyal gönderme olasılığı ve bunun da zaman yolculuğu paradokslarına kapı açmasıdır.
Ancak bir paradoks yaratmak için geçmişteki etkinin ölçülmesi gerekir. Eğer genç büyükannemiz büyükbabamızla evlenmekten kaçınmamız yönündeki tavsiyemizi okuyamazsa, yani biz var olmazsak, ortada bir paradoks yoktur. Kuantum durumunda ise, her şeyi aynı anda asla ölçemeyeceğimiz çok iyi bilinmektedir.
Yine de, her şeyi aynı anda ölçemeyeceğinize dair bu kısıtlamayı uygulayan somut retrokusal modeller tasarlamak için yapılacak işler var.
Bu yüzden ihtiyatlı bir sonuçla kapatacağız. Bu aşamada, yelkenlerinde rüzgarı taşıyan retro nedenselliktir, bu yüzden en büyük ödüle doğru ilerleyin: yerelliği ve gerçekçiliği “deneyle ölümden” kurtarmak.