FİZİKTE DEVRİM - Cetin BAL - GSM:+90 05366063183 -Turkey/Denizli

İki bin yıl önce, Öklid geometrisinin evrenin yasalarını bütünüyle kapsadığı düşünülürdü. Söylenecek daha fazla bir şey yoktu. Her dönemin yanılsamasıdır bu. Newton’un ölümünden epey sonra, bilimciler onun doğa yasaları hakkında son sözü söylemiş olduğunu düşünüyorlardı. Laplace, yalnızca bir evrenin bulunduğundan ve onun da tüm yasalarını keşfetme bahtiyarlığına Newton’un eriştiğinden yakınıyordu. Newton’a ait ışığın parçacık teorisi, iki yüz yıl boyunca, Hollandalı fizikçi Huygens’in ışığın bir dalga olduğunu savunan teorisi karşısında genel kabul gördü. Daha sonra parçacık teorisi, J. B. L. Foucault’nun sonradan deneysel olarak doğrulayacağı bir dalga teorisi ortaya atan Fransız A. J. Fresnel tarafından yadsındı. Newton, boş uzayda saniyede 186.000 mil hızla ilerleyen ışığın, suda daha hızlı hareket edeceğini öngörmüştü. Dalga teorisinin savunucularıysa daha düşük bir hız bekliyorlardı ve haklı oldukları görüldü.

Bununla birlikte dalga teorisinin büyük atılımı 19. yüzyılın ikinci yarısında seçkin İskoç bilimci James Clerk Maxwell tarafından gerçekleştirildi. Maxwell ilkin kendisini Michael Faraday’ın deneysel çalışmalarına dayandırdı. Faraday, elektromanyetik indüksiyonu keşfetmiş ve dünyanın uçlarına kadar uzanan görülmez kuvvetler barındıran iki kutbuyla, yani kuzey ve güney kutuplarıyla mıknatısın özeliklerini incelemişti. Maxwell bu deneysel keşifleri matematiğe aktararak onlara evrensel bir biçim verdi. Çalışmaları, daha sonraları Einstein’ın kendi genel görelilik kuramını dayandıracağı alan kavramının keşfedilmesine yol açtı. Kuşaklar, kendilerinden öncekilerin omuzları üstünde yükselir, önceki keşifleri hem korur hem de geçersiz kılar, bu keşifleri sürekli bir biçimde derinleştirir ve onlara daha genel bir biçim ve içerik kazandırırlar.

Maxwell’in ölümünden yedi yıl sonra Hertz, Maxwell’in öngördüğü elektromanyetik dalgaları ilk kez saptadı. Newton’dan bu yana hüküm süren parçacık teorisi, Maxwell’in elektromanyetiği tarafından yok edilmiş gibi görünüyordu. Bir kez daha bilimciler her şeyi açıklayabilecek bir teoriye sahip olduklarına kendilerini inandırdılar. Açıklığa kavuşturulması gereken sadece birkaç sorun vardı, ondan sonra artık evrenin işleyişi hakkında bilinmesi gereken her şeyi gerçekten de biliyorduk. Şüphesiz, sorun çıkaran birkaç uyumsuzluk vardı, ama bunlar gönül rahatlığıyla ihmâl edilebilecek küçük ayrıntılar olarak görülüyordu. Ne var ki, birkaç onyıl içerisinde, bu “küçük” uyumsuzlukların tüm yapıyı yerle bir etmeye ve gerçek bir bilimsel devrime yol açmaya yettiği açığa çıktı.

Herkes bir dalganın ne olduğunu bilir. Bu, suyla ilişkili çok genel bir özelliktir. Tıpkı havuzda yüzen bir ördeğin dalgalara yol açabilmesi gibi, yüklü bir parçacık da, meselâ elektron, uzayda hareket ettiğinde bir elektromanyetik dalgaya neden olabilir. Elektronun titreşim hareketleri elektrik ve manyetik alanları uyararak tıpkı havuzdaki dalgalar gibi sürekli olarak yayılan dalgalara sebep olur. Su dalgası ile elektromanyetik dalga arasında temel bir farklılık vardır. Elektromanyetik dalgalar, su dalgaları gibi, yayılabilmek için sürekli bir ortama ihtiyaç duymazlar. Elektromanyetik bir titreşim, maddenin elektriksel yapısı içinde yayılan periyodik bir uyarımdır. Yine de karşılaştırma, konunun netleşmesine yardımcı olabilir.

Bu dalgaları göremiyor oluşumuz, varlıklarının günlük hayatımızda bile saptanamayacağı anlamına gelmez. Işık dalgalarıyla ve radyo dalgalarıyla ve hatta X-ışınlarıyla doğrudan deneyimlerimiz olmuştur. Bunlar arasındaki tek fark frekanslarıdır. Sudaki bir dalganın, dalganın şiddetine bağlı olarak –bir ördeğin neden olduğu dalgacıkları bir sürat teknesinin çıkardığı dalgalarla karşılaştırın– suda yüzen bir cismin az ya da çok hızlı bir biçimde aşağı yukarı inip çıkmasına sebep olacağını biliriz. Benzer biçimde, elektronların titreşimi ışık dalgasının şiddeti ile orantılı olacaktır.

Hertz ve diğerlerinin deneyleri tarafından desteklenen Maxwell denklemleri, ışığın, elektromanyetik karakterli dalgalardan oluştuğu teorisini kanıtlamak için güçlü bir delil sağladı. Ne var ki, yüzyılın dönümüyle birlikte, bu teorinin yanlış olduğunu akla getiren kanıtlar da birikiyordu. 1900 yılında Max Planck, klasik dalga teorisinin pratikte doğrulanmayan öngörülerde bulunduğunu gösterdi. Işığın ayrı ayrı parçacıklar ya da “paketler” (quanta) olarak geldiğini ileri sürdü. Farklı deneylerin farklı şeyleri kanıtlaması, durumu iyice karmaşıklaştırdı. Elektronu bir flüoresan yüzeye çarptırarak ve bunun sonucu ortaya çıkan parıltıları gözleyerek; ya da bir sis odasında* elektronun izlerine bakarak; veya oldukça duyarlı bir fotoğraf filmi üzerinde görülen küçücük noktalardan, elektronun bir parçacık olduğu anlaşılabiliyordu. Ama diğer taraftan, bir levha üzerine iki küçük delik açılıp, bu deliklerin üzerine tek bir kaynaktan çıkan elektronlar gönderilirse, elektronlar bir girişim deseni oluşmasına yol açıyordu ki, bu da bir dalganın varlığını gösteriyordu.

Ne var ki en tuhaf sonuç, tek bir elektronun, arkasında fotoğraf filminin bulunduğu iki yarık içeren bir levha üzerine gönderildiği ünlü çift yarık deneyinden elde edilmişti. Elektron hangi yarıktan geçmişti? Film tabakası üzerindeki girişim deseni apaçık bir çift yarık desenidir. Bu durum ise, elektronun her iki yarıktan da geçip bir girişim deseni oluşturmuş olması gerektiğini kanıtlamaktadır. Tüm sağduyu kurallarına aykırıdır bu, ama çürütülmez bir olgu gibi gözükmektedir. Elektron hem bir parçacık hem de bir dalga olarak davranmaktadır. Aynı anda iki (ya da ikiden de fazla) yerde bulunmaktadır ve aynı anda birkaç hareket durumuna sahiptir!

Sanmayın ki, bilimciler bu yeni fikirleri sevinç çığlıklarıyla kabul ettiler. Bu sonuçlardan kaçmaya dönük beyhude çabalar içerisinde her çeşidinden tuzaklar hazırlayarak ve alternatif hipotezler uydurarak ellerinden geldiğince mücadele edip direndiler. Ama 1905 gibi erken bir tarihte ve hatta daha öncesinde bile ışık hususunda göze batan paradokslar olduğu yerde duruyordu ve yeni kuantum mekaniğinin gelişine kadar bu paradoksları çözmek için kimsenin ne cesareti ne de herhangi bir fikri vardı. Yeni fikirler, kabul edilmesi çok güç şeylerdir, çünkü Heisenberg kesinsizlik ilkesine rağmen, bu fikirleri içgüdüsel olarak hâlâ eski moda parçacıkla betimlemeye çabalıyoruz. Elektronu, hareketli ama bir konumu olmayabilen ve bir konumu olan ama hareket ya da eylemsizlik olmayabilen bir şey olarak gözümüzün önüne getirmekten hâlâ çekiniyoruz. [1]

Burada yadsımanın yadsınmasının işlediğini görüyoruz. İlk bakışta, bir kısır döngüdeymişiz gibi görünüyor. Newton’un ışığın parçacık teorisi, Maxwell’in dalga teorisi tarafından yadsındı. Bu da, sırası gelince, Planck ve Einstein tarafından geliştirilen yeni parçacık teorisi tarafından yadsındı. Ama yine de bu, eski Newtoncu teoriye geri dönüş anlamına değil, bilimde gerçek bir devrimi içeren ileriye doğru nitel bir sıçrama anlamına geliyordu. Bilimin tümü dikkatlice elden geçirilmeliydi, Newton’un kütleçekim yasası da dahil.

Bu devrim Maxwell denklemlerini geçersiz kılmaz, bu denklemler muazzam genişlikte bir faaliyet alanında geçerli olmaya hâlâ devam ederler. Bu devrim yalnızca, belli sınırların ötesinde klasik fiziğin düşüncelerinin artık uygulanabilir olmadığını göstermiştir. Atomaltı parçacıklar dünyasının olguları klasik mekaniğin yöntemleriyle anlaşılamaz. Bu noktada kuantum mekaniği ve görelilik devreye girer. Yaşadığımız çağın büyük bölümünde, fiziğe, görelilik teorisi ve kuantum mekaniği hakimdi, ama bunlar, başlangıçta eski fikirlere kopmazcasına sarılan bilimsel kurumlar tarafından derhal reddedilmişlerdi. Burada çok önemli bir ders söz konusudur. Evrene bakışımıza “nihai bir çözüm” dayatmaya dönük her girişim başarısızlığa mahkûmdur.

Kuantum fiziğinin gelişimi, bilimde dev bir ileri adımı, “klasik” fiziğin aptallaştırıcı mekanik determinizmden (Engels’in adlandırdığı şekliyle “metafizik” yöntemden) kesin bir kopuşu temsil etti. Bunun yerine çok daha esnek ve dinamik –yani tek kelimeyle diyalektik– bir doğa görüşüne sahibiz. İlkin küçücük bir ayrıntı, neredeyse bir anekdotmuş gibi görünen kuantumun varlığını Planck’ın keşfetmesiyle birlikte, fiziğin tüm çehresi dönüşüme uğradı. Radyoaktif dönüşüm olgusunu açıklayabilen ve spektroskopinin karmaşık verilerini ayrıntılarıyla analiz edebilen yeni bir bilim söz konusuydu. Bu da doğrudan doğruya yepyeni bir bilimin kurulmasına yol açtı; eskiden çözümsüz kalan sorunları çözme yeteneğindeki teorik kimya. Yeni kalkış noktası benimsenir benimsenmez, genelde bütün bir teorik zorluklar yığını bertaraf ediliyordu. Yeni fizik, atom çekirdeğine hapsolmuş şaşırtıcı kuvvetleri ortaya çıkardı. Bu ise doğrudan doğruya nükleer enerjinin –dünyadaki yaşamın potansiyel imhasına giden yolun– istismarını ya da nükleer füzyonun barışçıl kullanımı sayesinde akla hayale sığmaz, sınırsız bir bolluk ve toplumsal ilerleme manzarasını beraberinde getirdi. Einstein’ın görelilik teorisi, kütle ve enerjinin eşdeğer olduğunu açıklar. Eğer bir cismin kütlesi biliniyorsa, bunu ışık hızının karesiyle çarptığımızda enerji haline gelir.

Einstein, şimdiye dek bir dalga olarak tasavvur edilen ışığın bir parçacık gibi davrandığını gösterdi. Diğer bir deyişle ışık yalnızca maddenin bir başka biçimidir. 1919 yılında, ışığın kütleçekim kuvvetinin etkisiyle büküldüğünün gösterilmesiyle bu kanıtlandı. Daha sonraları Louis de Broglie, parçacıklardan oluştuğu düşünülen maddenin, dalgaların tabiatını andırdığına dikkat çekti. Madde ve enerji arasındaki ayrılık böylece ilk kez ve ebediyen yerle bir edildi. Madde ve enerji ... aynı şeydir. Bilim açısından muazzam bir ilerlemeydi bu. Ve diyalektik materyalizm açısından da madde ve enerji aynı şeydir. Engels, enerjiyi (“hareket”), “maddenin varoluş tarzı, kendi doğasına içkin niteliği” olarak tanımlamıştı.[2]

Parçacık fiziğinde yıllarca hüküm süren tartışma, foton ve elektron gibi atomaltı parçacıkların parçacık mı yoksa dalga mı olduğu sorunu nihayet, atomaltı parçacıkların hem bir parçacık hem de bir dalga gibi davranabileceğini ve davrandığını ortaya koyan kuantum fiziği tarafından çözüme kavuşturuldu. Işık, tıpkı bir dalga gibi, girişim yapar, ama bir ışık fotonu aynı zamanda tıpkı bir parçacık gibi atomdan elektron da söker. Biçimsel mantığın yasalarına aykırıdır bu. “Sağduyu” bir elektronun aynı anda iki yerde birden olabileceğini nasıl kabul edebilir? Ve üstelik de aynı anda inanılmaz hızlarla ve farklı doğrultularda hareket ettiğini? Işığın hem bir dalga hem de bir parçacık olarak davranması katlanılmaz bir çelişki olarak görüldü. Atomaltı dünyanın çelişik olgularını biçimsel mantıkla açıklama teşebbüsleri akılcı düşünüşün hepten terk edilmesine yol açar. Kuantum devrimiyle ilgili bir çalışmasının sonuçlar bölümünde, Banesh Hoffman şunları yazabiliyordu:

O halde, Tanrının olağanüstü güçlerine daha ne kadar şaşıracağız? Yeri ve göğü bir ilk özden öylesine ince bir güzellikle yaratmıştır ki, bununla, beyinleri ve akılları, kendisinin gizemlerine nüfuz etmeleri için ilâhi bir vahiy yeteneğinin ateşiyle donabilmiştir. Salt Bohr ya da Einstein’ın aklı, bizi onun gücü hakkında şoke ediyorsa, onları yaratan Tanrının ihtişamını övmeye nereden başlayabiliriz.[3]

Ne yazık ki istisnai bir örnek değil bu. Bilim hakkında bizzat bilimciler tarafından yazılmış olanları da dahil, modern literatürün büyük bir kısmı böylesi mistik, dini ya da yarı-dini inançlarla tıka basa doludur. Birçok bilimcinin bilinçli ya da bilinçsiz olarak benimsediği idealist felsefenin doğrudan bir sonucudur bu.

Kuantum mekaniğinin yasaları “sağduyu”ya (yani biçimsel mantığa) meydan okur ama diyalektik materyalizmle tam bir uyum içerisindedir. Meselâ nokta kavramını ele alalım. Tüm geleneksel geometri, daha sonra bir doğru, bir düzlem, bir küp vb. haline gelen bir noktadan türer. Ama daha yakından bir gözlem, noktanın varolmadığını ortaya koyar.

Nokta, uzayın en küçük ifadesi, boyutu olmayan bir şey olarak düşünülür. Gerçekte, böyle bir nokta atomlardan –elektronlar, çekirdek, fotonlar ve daha da küçük parçacıklardan– oluşur. Eninde sonunda, kuantum dalgalarının durmak bilmez girdabında yok olup gider. Ve bu sürecin bir sonu yoktur. Hiçbir sabit “nokta” yoktur. Sözümona gözlenebilir nesnel gerçekliğin “ötesinde” yatan kusursuz “biçimler” bulma uğraşısındaki idealistlere verilecek son yanıt budur. Bilim-kurgunun en inanılmaz serüvenlerinden biçim ve süreçlerin biteviye çeşitliliği itibariyle çok daha harikulade olan yegâne “nihai gerçeklik”, sonsuz, ebedi ve her an değişen nesnel evrendir. Sabit ve değişmez bir konumdan –bir “nokta”– ziyade, bir sürece, asla sonlanmayan bir akışa sahibiz. Buna, bir başlangıç ya da bir son biçiminde bir sınır dayatma girişimlerinin tümü kaçınılmaz olarak başarısızlığa uğrayacaktır.

Göreliliğin keşfedilmesinden uzun zaman önce, bilim iki temel ilke keşfetmişti; enerjinin korunumu ve kütle korunumu. Bunların ilki 17. yüzyılda Leibniz tarafından ayrıntılı olarak incelenmiş ve ardından 19. yüzyılda bir mekanik ilkesinin doğal sonucu olarak geliştirilmişti. Çok daha önceleri, ilk insanlar, sürtme yardımıyla ateş yaktıklarında ve böylelikle de verili bir enerji miktarını (iş) ısıya dönüştürdüklerinde, işin ve ısının eşdeğerliliği ilkesini pratik olarak keşfetmişlerdi. Bu yüzyılın başlarında, kütlenin enerji biçimlerinden sadece biri olduğu keşfedilmişti. Bir madde parçacığı oldukça yüksek düzeyde yoğunlaşmış ve lokalize olmuş enerjiden başka bir şey değildir. Bir parçacıkta yoğunlaşan enerji miktarı onun kütlesiyle orantılıdır ve toplam enerji miktarı her zaman sabit kalır. Bir çeşit enerjinin kaybı, bir başka çeşit enerjinin kazanılmasıyla telâfi edilir. Enerji sürekli olarak biçimini değiştirirken yine de her zaman aynı kalır.

Einstein, bizzat kütlenin şaşılacak miktarda bir enerji barındırdığını kanıtlamakla bir devrim gerçekleştirmişti. Kütle ve enerjinin eşdeğerliği E = mc² formülüyle ifade edilir, burada m kütle, c ışık hızı (yaklaşık olarak saniyede 300.000 km) ve E de durgun cismin barındırdığı enerjidir. m kütlesinde içerilen enerji, ışığın muazzam hızının karesiyle bu kütlenin çarpımına eşittir. Kütle bu nedenle enerjinin oldukça yoğunlaşmış bir biçimidir, bu enerjinin gücü hakkında şu gerçek bizlere bir fikir verebilir; bir atom bombasının patlamasıyla açığa çıkan enerji, enerjiye dönüşen kütlenin binde birinden daha azdır. Normalde, madde içinde hapsolmuş bu muazzam enerji kendini dışa vurmaz ve bu nedenle de göze çarpmaz. Ama atom çekirdeğinin içindeki süreçler belli bir kritik noktaya ulaşırsa, bu enerjinin bir kısmı, kinetik enerji olarak dışarı salınır.

Kütle, yalnızca bir enerji biçimi olduğundan, madde ve enerji ne yaratılabilir ne de yok edilebilir. Diğer taraftan enerji biçimleri son derece çeşitlidir. Örneğin, güneşteki protonlar bir helyum çekirdeği oluşturmak üzere birleştiklerinde nükleer enerji ortaya çıkar. Bu enerji, ilkin, çekirdek hareketinin kinetik enerjisi olarak görünür, ki bu da güneşten gelen ısı enerjisine katkıda bulunur. Bu enerjinin bir kısmı elektromanyetik enerji parçacıkları içeren fotonlar biçiminde güneşten yayılır. Bu enerji sırası geldiğinde, fotosentez süreci tarafından, bitkilerde depolanan kimyasal enerjiye dönüştürülür. Bu kimyasal enerjiyse, kaslar, kan dolaşımı, beyin vb. için gereken enerji ve sıcaklığı sağlamak üzere, insanlar tarafından bitkilerin ya da bitkileri yiyen hayvanların yenmesiyle edinilir.

Klasik fiziğin yasaları genellikle atomaltı düzeydeki süreçlere uygulanamaz. Ne var ki, doğada istisna kabul etmeyen bir yasa da mevcuttur; enerjinin korunumu yasası. Fizikçiler, ne bir pozitif yükün ne de bir negatif yükün hiçlikten oluşturulamayacağını bilirler. Bu olgu elektriksel yükün korunumu yasasıyla ifade edilir. Böylece, bir beta parçacığı üretme sürecinde, (yüksüz olan) nötronun ortadan kaybolması zıt yüklü bir parçacık çiftinin ortaya çıkmasına yol açar; pozitif yüklü bir proton ve negatif yüklü bir elektron. Birlikte ele alındıklarında bu yeni iki parçacık sıfıra eşit olan bir toplam yüke sahiptirler.

Eğer bunun tam tersi olan süreci ele alırsak, bir proton, bir pozitron salarak bir nötrona dönüştüğünde, ilk parçacığın (protonun) yükü pozitiftir ve sonuçta ortaya çıkan parçacık çiftinin (nötron ve pozitronun) toplam yükü yine pozitiftir. Tüm bu sayısız dönüşümlerde, elektriksel yükün korunumu yasası sıkı bir şekilde yürürlüktedir, tıpkı tüm diğer korunum yasaları gibi. Enerjinin küçücük bir miktarı bile ne yaratılmış ne de yok edilmiştir. Böyle bir olgu asla gerçekleşmeyecektir de.

Bir elektron ve onun anti-parçacığı olan pozitron birbirlerini yok ettiklerinde, kütleleri “yok olur”, yani kütleleri, zıt yönlerde hareket eden iki ışık-parçacığına (fotona) dönüşür. Ne var ki, bu fotonlar da kendisinden çıktıkları parçacıklar kadar bir enerji toplamına sahiptirler. Kütle-enerjisi, lineer momentum ve elektriksel yük, hepsi korunurlar. Bu olgunun imha olma anlamındaki yok oluşla hiçbir ortak tarafı yoktur. Diyalektik olarak, elektron ve pozitron yadsınmış ve aynı zamanda korunmuştur. Madde ve enerji (ki aynı şeyi söylemenin yalnızca iki biçimidirler) ne yaratılabilir ne de yok edilebilir, yalnızca dönüştürülebilirler.

Diyalektik materyalizm açısından madde, bize duyu-algı içinde sunulan nesnel gerçekliktir. Yalnızca “katı” nesneleri değil, ışığı da içerir. Fotonlar da elektronlar ya da pozitronlar kadar maddedirler. Kütle sürekli olarak enerjiye (ışık fotonları da dahil) dönüşmektedir ve enerji de kütleye. Bir pozitron ve elektronun “imha oluşları” bir foton çifti üretir, ama aynı zamanda zıt süreci de görürüz: İki foton karşılaştığında, fotonların yeterli enerjiye sahip olması koşuluyla, bir elektron ve pozitron oluşturulabilir. Bu olgu bazen “hiçlikten” madde yaratımı olarak sunulur. Durum hiç de bu değildir. Burada gördüğümüz, bir şeyin yok oluşu ya da yaratılışı değil, maddenin enerjiye –ve tersi– sürekli dönüşümüdür. Bir foton atoma çarptığında, bir foton olarak varlığı sona erer. Ortadan kaybolur, ama atomda bir değişikliğe neden olur; atomun elektronlarından biri, bir orbitalden daha yüksek enerjili bir orbitale sıçrayıverir. Yine burada zıt süreç de gerçekleşir. Bir elektron yüksek enerjili bir orbitalden daha düşük enerjili bir orbitale düştüğünde bir foton çıkar.

Atomaltı düzeydeki dünyayı betimleyen sürekli değişim süreci, diyalektiğin yalnızca aklın öznel bir yaratısı olmayıp, gerçekte doğada gerçekleşen nesnel süreçlere dayandığının çarpıcı bir doğrulanışıdır. Bu süreç kesintisiz bir biçimde tüm ebediliğiyle süregelmiştir. Maddenin yok edilemez oluşunun –yani kimilerinin kanıtlanmak istedikleri şeyin tam tersinin– somut bir ispatıdır.

Asırlardır bilimciler boş yere “maddenin tuğlaları”nı –nihai, en küçük parçacığı– bulmaya çabaladılar. Yüz yıl önce, aradıkları şeyi atomda (Yunanca’da “bölünemez” anlamına gelir) bulduklarını düşündüler. Atomaltı parçacıkların keşfi, fizikçileri maddenin yapısının daha da derinlerine inmek zorunda bıraktı. 1928’le birlikte bilimciler en küçük parçacıkları –protonlar, elektronlar ve fotonlar– keşfettiklerini sandılar. Tüm maddi dünyanın bu üç parçacıktan inşa edildiği farz edildi. Hemen ardından bu görüş, nötronun, pozitronun, döteronun ve giderek küçülen kısa ömürlü varoluşlarıyla daha da ufalan bir parçacıklar yığınının –nötrinolar, pi-mesonlar, mü-mesonlar, k-mesonlar ve diğerleri– keşfedilmesiyle tuzla buz edildi. Bu parçacıklardan bazılarının yaşam süresi o kadar küçüktü ki –bir saniyenin milyarda biri kadar– “zımni parçacıklar” olarak tanımlanmışlardı; bunlar kuantum çağından önce kesinlikle tasavvur edilemez şeylerdi.

Tauon, yalnızca bir saniyenin trilyonda biri kadar bir süre boyunca varolur ve ardından önce bir müona ve sonra da bir elektrona bozunur. Yüksüz pion daha da geçicidir, saniyenin katrilyonda birinden daha kısa bir süre boyunca varolur ve ardından bir çift gama ışını oluşturmak üzere yok olur. Ne var ki bu gama ışınları, bir mikrosaniyenin yüzde biri kadarlık bir ömrü olan diğerleriyle karşılaştırıldığında olgunlaşıp ihtiyarlayacak kadar yaşarlar. Bazıları, yüksüz sigma parçacığı gibi, bir saniyenin yüz trilyonda biri kadarlık bir süreden sonra bozunurlar. 1960’larda, bu bile, varoldukları ancak bozunma ürünlerini açıklama zorunluluğundan yola çıkarak tanımlanabilecek kadar geçici parçacıkların keşfiyle geride bırakıldı. Rezonans parçacıkları olarak bilen bu parçacıkların yarı-ömürleri bir saniyenin birkaç trilyonda biri kadar bir zaman aralığındadır. Ama bu bile hikâyenin sonu değildi.

Daha sonraları yüz elliden fazla yeni parçacık keşfedildi ve bunlar hadronlar olarak adlandırıldı. Durum son derece karışık bir hale geliyordu. Amerikalı fizikçi Dr. Murray Gell-Mann, atomaltı parçacıkların yapısını açıklama çabası içerisinde, bambaşka, çok daha elementer parçacıkları, kuarkları postüla etti ve bu parçacıklar bir kez daha “maddenin nihai yapı taşları” olarak müjdelendiler. Gell-Mann, altı farklı tip kuark olduğunu ve bu kuark ailesinin, leptonlar olarak bilinen daha hafif parçacıklardan oluşan altı üyeli bir aileyle paralellikler taşıdığını teorileştirdi. Artık her maddenin bu on iki parçacıktan oluştuğu farz ediliyordu. Bugüne dek bilimin bildiği bu en temel madde biçimleri bile karşıtların birliği diyalektik yasası gereğince tüm doğada gözlemlediğimiz aynı çelişik niteliklere sahiptirler. Kuarklar da çiftler halinde bulunurlar ve pozitif ve negatif yüke sahiptirler, her ne kadar bu yükler alışılmamış bir şekilde kesirlerle ifade edilseler de.

Deneylerin maddenin bir sınırı olmadığını göstermesine rağmen, bilimciler halen “maddenin tuğlaları”nı boş yere araştırmakta ısrar ediyorlar. Bu tip ifadelerin, gazetecilerin ve kendi reklâmlarını yapmak için yanıp tutuşan bazı bilimcilerin sansasyonel uydurmaları olduğu doğrudur, ama daha da küçük ve elementer parçacıklar için yapılan araştırmalar kuşku yok ki doğanın işleyişine dair bilgi dağarcığımızı derinleştirmeye hizmet eden iyi niyetli bilimsel faaliyetlerdir. Bununla birlikte, insan kesinlikle şu izlenimi ediniyor; en azından bu adamların bazıları, bir çeşit nihai gerçeklik düzeyine ulaşmanın mümkün olduğuna, bu düzeyin ötesinde, hiç değilse atomaltı düzeyde, artık keşfedilecek hiçbir şeyin kalmadığına gerçekten de inanmaktalar.

Kuarkın, her maddeyi oluşturduğu söylenen on iki atomaltı “yapı taşı”nın sonuncusu olduğu varsayılıyor. “Heyecan verici olan şey şu ki, bu, bildiğimiz şekliyle ve kozmoloji ve parçacık fiziğinin Standart Modelinde öngörüldüğü gibi, maddenin son parçasıdır, Dr. David Schramm «yap bozun son parçasıdır bu» açıklamasını yapıyor.”[4] Yani kuark “nihai parçacık”tır. Temel ve yapısız olduğu iddia edilir. Ama benzer iddialar geçmişte de önce atom için, sonra proton için, vs. dile getirilmişti. Ve aynı şekilde, gelecekte çok daha “temel” madde biçimlerinin keşfedileceğini büyük bir özgüvenle öngörebiliriz. Bugünkü bilgimizin ve bugünkü teknolojinin kuarkların sahip oldukları şeyleri belirlememize izin vermemesi olgusu, bize onların belli bir yapıya sahip olmadıklarını iddia edebilme hakkı vermez. Kuarkların özellikleri hâlâ incelenmeyi bekliyor, ve maddenin sonsuz özelliklerinin daha da derin bir sondajına giden yolu işaret eden, bu analizin başarılamayacağını varsaymak için hiçbir neden yoktur. Bilimin her daim ilerleme yolu bu olmuştur. Bilgiye bir kuşak tarafından dikilen sözümona aşılması imkânsız engeller, bir sonraki kuşak tarafından yerle bir edilir ve asırlar boyu bu böyle devam eder. Geçmiş deneyimlerin tümü bizlere, insanın bilgisinin bu diyalektik ilerleyiş sürecinin evrenin kendisi kadar sonsuz olduğuna inanmamız için her türlü nedeni sunmaktadır.

* Sis odası: Tozdan arındırılmış hava ve buhardan oluşan ve bilimcilerin gaz iyonlarının davranışını gözlemlemesine yarayan kapalı bir kap. (ç.n.)

[1] B. Hoffmann, The Strange Story of the Quantum, s.147.

[2] Engels, The Dialectics of Nature, s.92. [Doğanın Diyalektiği, s.81]

[3] B. Hoffmann, The Strange Story of the Quantum, s.194-5.

[4] Financial Times, 1/4/94, vurgu bizim.