Bugünkü Hürriyet'te çıkan yazımı burada da sunuyorum.
*
Daha 19. yüzyılın sonlarında, Almanya'da elektrik ampulü üreten firmalar, fizikçi Max Plack'tan çeşitli madenlerin ışıma ve sıcaklıkları arasındaki ilişkiyi araştırmasını istedi.
Planck bu araştırmasında, atomdan dışarıda enerjinin 'enerji paketleri' şeklinde, yani 'kuanta'lar olarak çıktığını ortaya attı. Kuantum teorisi böyle başladı.
Buna ilk büyük katkıyı genç bir İsviçreli patent bürosu çalışanı yaptı, Albert Einstein ışığın da 'kuanta'lar şeklinde çıktığını söyledi. Einstein'ın bu makalesi uzun süre gözardı edildi ama sonunda ışığın hem elektromanyetik spekturumun bir parçası olduğu hem de bugün 'foton' adını verdiğimiz parçacıklar aracılığıyla yayıldığı görüldü.
Arkadan Danimarkalı büyük fizikçi Niels Bohr geldi, onun hidrojen atomu modeli büyük bir ilerlemeydi ama başta Einstein olmak üzere pek çok kişiyi rahatsız eden bir şey vardı Bohr'un modelinde: Hidrojen atomundaki elektron çekirdek etrafındaki yörüngesinde bir enerji seviyesinden bir diğerine sıçrayıveriyordu. Elektron bir seviyeden diğerine geçerken bir tarafta (adeta) yok oluyor sonra hop öbür seviyede yeniden beliriyordu.
'Kuantum sıçraması' adı verilen bu fenomen 20. yüzyılın başında Avrupa'nın ve Amerika'nın en parlak beyinlerini meşgul etti. Buradan Heisenberg'in meşhur belirsizlik ilkesine varıldı. Biliyorsunuz, belirsizlik ilkesi bize bir atom altı parçacığın aynı anda hızını ve yönünü bilemeyeceğimizi söyler.
Heisenberg'in belirsizlik ilkesine bir de 'kuantum dalga teorisi' eşlik eder. Avusturyalı Schrödinger'in kedisiyle popüler olan kuantum dalga teorisi bize bir gözlemci gözlem yapana kadar atomaltı parçacıkların 'kuantum durum'larının aynı anda muhtemel bütün olasılıkları birden içerdiğini söyler. Yani Schrödinger'in kedisi aynı anda hem ölüdür hem canlı ve üstelik iki ihtimal de gerçektir. Ama biri gözlem yaptığında 'kuantum dalga fonksiyonu' çöker ve olasılıklardan sadece biri 'gerçek' olur.
|Niels Bohr|
Einstein'ın Bohr'un atom modelindeki elektronun sıçramalarının belirsizliğine itirazı buradaki gerçekliğin doğasıyla ilgiliydi. Einstein'a göre bir gözlemcinin varlığından bağımsız olarak gerçeklik vardı.
Fizik bilimine istatistikin girmesinden şans faktörünün devreye girmesi sebebiyle rahatsızdı Einstein, o yüzden mevcut kuantum teorisini henüz tamamlanmamış olarak görüyordu. Meşhur, 'Tanrı evreni yaratırken zar atmaz' sözünü bu bağlamda okumak gerekir; bütün varoluşumuzun ardında belirlenebilir kurallar olduğuna inanıyordu Einstein.
Bohr'a göreyse kuantum teorisi kendi içinde tutarlıydı ve tamdı; 'klasik fizik'in kuralları burada geçerli değildi.
Einstein ise soruyordu: 'Siz ona doğru bakmazken Ay'ın orada olmadığına mı inanıyorsunuz sahiden?' Büyük objelerin tabi olduğu kurallar ile atomaltı objelerin tabi olduğu kurallar ayrı ayrı olamazdı ona göre.
Einstein ve Bohr bir yandan çok iyi iki dosttu ama bir yandan da gerçekliğin doğasıyla ilgili bu çok önemli tartışmayı sürdürüyordu. Bugün bakan pek çok kişiye göre bu tartışma bütün 20. yüzyılın en önemli ve en anlamlı entellektüel tartışmasıydı ve aslında hala daha bitmiş de değil.
Einstein kendi teorisini unutuyor
|Albert Einstein|
Einstein, Bohr'un iddialarına birkaç kez 'düşünce deneyleri' ile cevap verdi.
Einstein, 1930 yılında Belçika'da bir konferansta Bohr ve arkadaşlarının yüzüne karşı şunu sordu:
'İçi tamamen ışık dolu bir kutu hayal edin. Duvarlarından birinde minik bir açma kapama yeri var ve bu mekanizma kutunun içindeki bir saate bağlı, saat de dışarıdaki bir başka saatle senkronize. Şimdi kutuyu tartın, sonra saati o kapağı çok kısa bir süre, sadece bir fotonun dışarı kaçabileceği kadar süre açın. Şimdi o tek fotonun tam olarak ne zaman kutudan çıktığını da biliyoruz. Şimdi kutuyu yeniden tartın.'
Bu düşünce deneyini ilk dinlediğinde Bohr telaşlandı; çünkü belirsizlik ilkesi tehlikedeydi. Bütün gece uyumadı bu deneyi nasıl altedebileceğini düşündü ve sonunda buldu. Büyük Einstein kendi genel görelilik teorisini unutmuştu; bu teoriye göre iki saatin birbirine kusursuz biçimde senkronize olması olanaksızdı. Einstein kutunun içindeki kütle çekim kuvveti ile dışındaki arasındaki farkın saatlerin işleyişini farklılaştıracağına dair kendi teorisini görmezden gelen inanılmaz bir hata yapmıştı.
Einstein'ın öteki müthiş deneyi
1930'da Belçika'da üzerinde fazla kafa yormadan ortaya attığı düşünce deneyinde fena yanılan Einstein, 1935 yılında Amerika'dayken, çok da fazla tanınmayan Podolsky ve Rosen isimli iki fizikçiyle ortak bir makale yayınlayarak daha iyi bir düşünce deneyi önerdi.
Bugün 'EPR' diye bilinen bu çok kısa makale herhalde fizik dünyasının en fazla atıf yapılan makalesi. Buradaki düşünce deneyinde, A ve B adlı iki parçacığın varsayılması isteniyordu. Parçacıklar birbiriyle kısaca ilişkiye girdikten sonra tam tersi yönlere hareket ediyorlar. A parçacığı her türlü gözlemden ve gözlemciden uzaktayken B parçacığını ölçerek aslında A'yı da gözlemlemeden ölçmek mümkün olabilirdi EPR'nin önerdiği düşünce deneyine göre. Yani belirsizlik ilkesinin arkasından dolaşmak mümkündü.
Makalenin amacı kuantum teorisinin henüz tam olmadığını göstermekti; Bohr bu düşünce deneyine cevap vermedi ve hep içi içini yedi.
Makalenin yazılmasından yıllar sonra makalede öngörülen düşünce deneyi gerçek oldu; bugün 'kuantum dolanıklığı' denen şey budur. Bu dolanıklık sayesinde kuamtum bilgisayardan kuantum kriptolojiye kadar pek çok şeyin önü açıldı.
Ama gerçekliğin doğasıyla ilgili bu önemli tartışma sonuçsuz kaldı.