Yeni Zelandalı fizikçi Ernest Rutherford’un 1911 yılında gerçekleştirdiği Cambridge deneyleri, atomun minyatür bir güneş sistemini andırdığını ortaya koymuştur. Yoğun atom çekirdeği etrafında uçuşan elektronlar, güneşin etrafındaki gezegenlere benzemektedir. Öte yandan Maxwell’in elektromanyetik teorisine göre, çekirdeğin yörüngesinde dönen bir elektronun ışık enerjisi saçması ve saniyenin yalnıza yüz milyonda biri gibi bir anda çekirdek içine doğru sarmal çizerek düşmesi gerekmektedir. Richard Feynman‘ın belirttiği gibi, “klasik bakış açısına göre atomlar kesinlikle imkansızdır.” Ancak atomlar vardır. Ve bunun açıklaması ise kuantum teorisinden gelmektedir.
Bir elektron, çekirdeğe çok fazla yaklaşamaz, çünkü bu durumda uzaydaki yeri çok net bir şekilde biliniyor olurdu. Ancak Heisenberg belirsizlik ilkesine göre, bunun anlamı elektronun hızının çok belirsiz olacağıdır. Bu hız muazzam bir yükseklikte olabilir.
Küçülmekte olan bir kutu içine hapsolmuş bir arı düşünün. Kutu küçüldükçe, arı daha da öfkelenecek ve kendisini daha da sert bir şekilde sıkışıp kaldığı hücresinin duvarlarına vuracaktır. Atom içindeki elektron da az çok böyle bir davranış içindedir. Elektron bütünüyle çekirdeğin içine sıkışıp kalırsa, çekirdek içinde hapis kalmasına izin vermeyecek kadar yüksek bir hız kazanabilir.
Elektronların neden çekirdeğin içine düşmediğini açıklayan Heisenberg belirsizlik ilkesi, dolayısıyla ayaklarımızın altındaki zeminin katı olmasının en önemli nedenidir. Ancak belirsizlik ilkesi, atomların varlığını ve maddenin katılığını açıklamaktan çok daha fazlasını ortaya koymaktadır. Belirsizlik ilkesi, atomların neden böylesine büyük olduğunu da (ya da en azından çekirdeklerinden çok daha büyük olduğunu) açıklamaktadır
Doğada nereye bakarsak bakalım karşıt eğilimlerin bir arada varolma dinamiğini görürüz. Yaşamı ve hareketi doğuran bu yaratıcı gerilimdir. Bu, Herakleitos (İ.Ö. 500 dolayları) tarafından iki bin beş yüz yıl önce anlaşılmıştı. Hatta bu, Çin’deki ying ve yang düşüncesinde ve Budizmde olduğu gibi, bazı Doğu dinlerinde de mevcuttur. Burada diyalektik mistik bir biçimde açığa çıkmakla beraber, doğanın işleyişine ilişkin bir sezgiyi yansıtır. Hindu dini, yaratılış (Brahma), istikrar ya da düzen (Vişnu) ve yıkım ya da düzensizlikten (Şiva) oluşan üç aşamayı ortaya koyduğunda, diyalektik düşüncenin tohumunu taşımaktadır. Kaos matematiği konulu ilginç kitabında Ian Stewart, “evcilleştirilmemiş” tanrı Şiva ve tanrı Vişnu arasındaki farklılığın, iyi ve kötü arasındaki karşıtlık olmadığına, ahenk ve ahenksizlik ilkesinin birlikte tüm varlığın temelini oluşturduklarına dikkat çeker: Aynı şekilde, matematikçiler düzen ve kaosu altta yatan tek bir determinizmin iki farklı görünümü olarak görmeye başlıyorlar. Ve bunların hiçbirisi yalıtık bir halde bulunmamaktadır.
Tipik bir sistem, kimisi düzenli kimisi kaotik çeşitli durumlarda bulunabilir. İki karşıt kutup yerine sürekli bir tayf vardır. Ahenk ve ahenksizliğin müzik güzelliği içinde birleşmesi gibi, düzen ve kaos da matematiksel güzellik içinde birleşirler.
Herakleitos’ta tüm bunlar esinleyici bir öngörü niteliğindedir. Şimdi bu hipotez muazzam miktarda örneklerle doğrulanmıştır. Karşıtların birliği atomun bağrında yatmaktadır ve tüm evren moleküllerden, atomlardan ve atomaltı parçacıklardan oluşmaktadır. R. P. Feynman konuyu çok güzel açıklamaktadır: Her şey, hatta biz kendimiz de, çok düzgün biçimde dengelenmiş, son derece güçlü bir şekilde etkileşen küçük tanecikli artı ve eksi parçalardan oluşmaktayız. Devamını oku “Karşıtların Birliği ve Karşılıklı İç İçe Geçişi”→
Richard Feynman Cornell Üniversitesinde hocalık yaparken ondan Buffalo’daki aeronotik laboratuarında haftada bir kurs vermesi istendi. Bir gece Buffalo yolculuğunu biraz ilginçleştirmek için bir bara uğramaya karar verdi. Feynman Alibi Room adlı bu barı sevdi ve oraya sık sık uğramaya başladı. (Alibi, bir suç işlendiği sırada sanığın suç mahallinden başka bir yerde olduğunu iddia etmesi veya bunun kanıtı demektir.)
Bir gece lavaboda bir sarhoşa rastladı. İçeri girince sarhoş patladı: “Tipini beğenmedim, ona bir tane çakıcam.” Feynman tersledi: “Çekil yolumdan…” Sarhoş aniden Feynman’ın suratına doğru bir yumruk çıkardı ve daha ne olduğunu anlayamadan Feynman eşit şiddette karşılık verdi. Sarhoş afalladı ve lavabodan geri geri çıkıp gitti. Ancak Feynman’ın sorunları burada bitmemişti. İnatla barda kaldı ve kolasını içmeye devam etti.
Daha sonra Kıvırcık (sarhoş) ve çetesi Feynman’a yaklaştı. Kavga etmek istediler, fakat Feynman hala inat ediyordu ve yerinden kalkmadı. Grup uzaklaştı. Derken Kıvırcık’ın öfkesi yine alevlendi ancak Feynman ilerde bir kavganın durmakta olduğunu hissetti. Şans eseri bara başka bir adam geldi ve Kıvırcık’ı Feynman’a takdim etmeye başladı, hemen arkasından da Feynman çabucak sıvıştı. Devamını oku “Richard Feynman”→
Kuantum Fiziği ya da mekaniği ne benim ne sizlerin ne de mesleğimizin bire bir ilgi alanında olmadığı için oldukça yeni ve çok boyutlu olduğuna inandığım Kuantum olgusunu ister istemez oldukça yüzeysel ve felsefi açıdan ele alıp bu yolda ortaya konulan savların bir kısmını sizinle paylaşmak istiyorum. Formüllerden ve matematiksel verilerden tamamen arındırılmış bir şekilde sunmaya çalışacağım. Kuantum kavramının, neticede bir sona ulaştırılmasının imkansızlığını da baştan kabul ederek, salt bu kavrama olan bazı belirsizlikleri, yada bu kavrama olan yabancılığımızı birazcık ta olsun giderebilmek, bu konu hakkında birazda olsa eskisinden daha yakın bir yakınlaşma yaratma ve bu kavrama karşı küçükte olsa bir pencere açabilerek, ufkumuzda ve düşüncelerimizi, bu kavramı pekiştirebilme amacında bir basamak yukarı çıkarabilmeye yarar sağlayacağı umuyorum.
Temelleri 19. yüzyılın ortalarına dayanan kuantum kavramı, öncelikle kendini fizik alanında göstermiş, gerçek gelişimini 20. yüzyılın ilk yarısında gerçekleştirmiştir.
Bu bölümde, fiziğin sahip olduğumuz en temel ilkelerini, nesnelerin doğasını şu anda nasıl gördüğümüzü inceleyeceğiz. Bütün bu fikirlerin doğrulanmalarının tarihine girmeyeceğiz, bunu zaman geçtikçe öğreneceksiniz.
Bilimsel olarak ulaştığımız şeyler sayısız şekilde ve nitelikte karşımıza çıkarlar. Örneğin, kıyıda durup denize baktığımızda suyu, dalgaları, köpükleri, çalkantıları, suyun sesini, havayı, rüzgârı ve bulutları, güneşi ve mavi gökyüzünü ve ışığı görürüz. Çeşitli renk, görünüm, sertlik ve dayanıklılıkta kum ve taşlar vardır. Belki mutluluk ve düşünme bile vardır. Doğadaki herhangi bir diğer görünüş de benzer çeşitlilikte nesneler ve etkiler barındırır. Nerede bulunursa bulunsun her zaman bunun kadar karmaşıktır. Merak, soru sormamızı sağlar; böylece öğrendiklerimizi bir araya getirir ve çeşitli yönlerden kazanılmış bilgiyi anlayamaya çalışırız. Nispeten az sayıda doğal nesnelerden ve etkiyen kuvvetlerden sonsuz türde birleşimler oluşabilmesi sonucuna vardığımız gibi.
Örnek olarak: Kum, kayadan farklı bir madde midir? Belki de kum, çok büyük miktarda minik kayadan başka bir şey değildir! Ay büyük bir kaya parçası mıdır? Kayaları anlarsak kumu ve ayı da anlamış olur muyuz? Rüzgâr, denizdeki suyun çalkantısı gibi havada oluşan bir çalkantı mıdır? Farklı hareketlerin ortak özellikleri nelerdir? Değişik türlerdeki seslerde ortak olan nedir? Kaç farklı renk vardır? Ve sorular böyle devam eder. Bu yolla her şeyi basamak basamak çözümleriz, başta farklı görünenleri toplar, farklı olanların sayısını indirmeyi umar ve sonuçta onları anlamaya çalışırız. Devamını oku “Temel Fizik – Feynman”→
Kuantum fiziği 1930′larda A Einstein ile N Bohr arasındaki bahse tutuşma sonucunda gelişip serpildi. Bahis hangisinin en saçma teoriyi ileri sürebilecekleri hakkındaydı. Dahası sadece ileri sürmeyip bir de onu yayınlayabilmeyi içeriyordu. Çoğu kimse Bohr’un kuantum fiziğini ileri sürerek bahsi kolayca kazandığını düşünüyor, ancak Einstein’ın da yüzme kıyafeti yarışmasında çok iyi olduğunu da unutmamak gerek.
Kuantum fiziğinin en önemli araştırmacılarından birisi W Heisenberg’dir. O çok şakacı bir adamdı. Hep tek satırlık cümleler söylerdi. Mesela şu duvar yazısı ona aittir: Delta p çarpı delta x büyüktür eşittir heeee, heh, heh, heeeee! Devamını oku “Kuantum Fiziği Doğuşu”→
1964 A. Einstein Ödülü ve 1965 Nobel Fizik Ödülü sahibi Profesör R Feynman sadece fizik yasalarının bugünkü kavranışına yaptığı katkılarla değil, fiziği fizikçi olmayanlar için de çekici kılma yeteneği ile tanınır.
Bilim adamları arasındaki ilişkiler başlangıçta, çoğu insanların arasında olduğu gibi ihtilaflıydı, örneğin, fiziğin erken günlerinde bu böyleydi. Fakat günümüz fizikçileri arasındaki ilişkiler son derece iyidir. Bir bilimsel argümanı tartışan taraflar arasında gülünecek birçok şey olabilir ve her iki tarafta henüz belirsizlikler bulunabilir. Taraflar yeni deneyler düşünebilir ve sonuç hakkında bahse tutuşma önerileri getirebilirler. Fizikte o kadar çok sayıda birikmiş gözlem vardır ki, daha önce yapılmış gözlemlerle uyum içinde ama daha Önce düşünülmüş tüm fikirlerden farklı olan yeni bir şey ortaya atmak neredeyse imkansız hale gelmiştir.
Bu nedenle eğer birinden veya bir yerden yeni bir şey işitirseniz onu hoş karşılarsınız ve diğer kişinin niçin böyle konuştuğu hakkında tartışmazsınız.