Kopenhag yorumu - Cetin BAL - GSM: +90 05366063183 /Denizli-Turkiye

Kopenhag Yorumu

"...Doğanın ne yapacağı hakkındaki bütün felsefi sezinlemelerin başarısız olduğunu uzun deneyimler sonucu öğrenmiş bulunuyoruz. Bütün olanakları araştırıp farklı yolları denemek gerekir."

Richart Philip Feynman(Fizik Yasaları Üzerine,s: 54)

"Kuantum mekaniği birbirinden bağımsız iki değişik yolla keşfedildi(bu da unutulmaması gereken bir derstir). Burada da deneysel olarak çok sayıda çelişki ve bilinenlerle kesinlikle açıklanamayan şeyler ortaya çıkmıştı. Bunun nedeni bilginin tam olmaması değil, gereğinden fazla eksiksiz olmasıydı. ‘Şöyle’ olacağını tahmin ettiğiniz şey ‘öyle’ olmuyordu. İki değişik yöntemden birisi denklemleri tahmin eden Schrödinger’in ( 1933 Fizik Nobel Ödülünü Paul Dirac ile paylaşan Avusturyalı kuramsal fizikçi) diğeri de ölçülebilir olma kavramını analiz etmek gerektiğini öne süren Heisenberg’indi. Bu iki değişik felsefi yöntem sonunda aynı şeyin keşfine yol açtı.

Daha önce sözünü etmiş olduğum, bir nötronun bir proton, bir elektron ve bir anti-nötrinoya ayrışmasını içeren zayıf parçalanma yasalarını yakın zamanlardaki keşfi-yine de tam olarak bilinmiyor- daha farklı bir duruma yol açmaktadır. Buradaki bilginin tam olmaması, yalnızca denklemlerin tahmin edilmiş olmasıdır. Karşılaşılan özel zorluk da bütün deneylerin yanlış sonuç vermesidir. Hesapladığınız sonuç deney sonuçlarına ters düşerse hatanın nerede olduğunu nasıl tahmin edersiniz? Deneylerin yanlış olduğunu söylemek cesaret gerektirir. Bu cesaretin nereden kaynaklandığını sonra anlatacağım.

Bugün artık hiçbir paradoksumuz yok; en azından öyle sanıyoruz. Bütün yasaları birlikte ele aldığımızda ortaya çıkan şu sonsuzluk sorunu var. Ancak çöpleri halını altına süpüren kişiler öyle akıllılar ki, insan bazen bunun önemli bir paradoks olmadığını düşünüyor. Ayrıca bütün o parçacıkları keşfetmiş olmamız, bize bilgimizin eksik olduğunu söylüyor. verdiğim örnekleri düşünürseniz, fizikte tarihin kendini tekrarlamadığını göreceğinizden kuşkum yok. Şöyle açıklayayım: “ Simetri yasaların düşünmek”, “bilgiyi matematiksel olarak ifade etmek” veya “ denklemleri tahmin etmek” gibi yöntemler artık herkesçe bilinmekte ve sürekli uygulanmaktadırlar. Sorun çıktığında neden bunlardan biri olamaz; çünkü ilk önce bunları denemiş olsanız gerek. Bu sefer başka bir yol bulmak gerekir. Güçlüklerin ve problemlerin çokluğu bizi bir çıkmaza sürüklemişse bunun nedeni uyguladığımız yöntemlerin daha önce uyguladıklarımıza benzer yöntemler olmasıdır. Yeni proje, yeni keşif tamamen değişik bir yoldan gerçekleştirilecektir. Görülüyor ki tarih bize fazla yardımcı olmuyor.

Sizlere Heisenberg’in, ölçülemeyen şeyler hakkında konuşulmaması yolundaki düşüncesi konusunda bazı şeyler söylemek istiyorum; çünkü çok kimse tam anlamadan bundan söz ediyor. Bu fikri şöyle yorumlayabiliriz: Keşifleriniz veya buluşlarınız öyle olmalıdır ki hesapladığınız sonuçlar deneyle karşılaştırılabilsin. Yani hiç kimse moo veya goo’nun ne olduklarını bilmiyorsa, sonucu, “bir moo üç goo eder” şeklinde hesaplamanın bir yararı olmaz. Önemli olan yalnızca sonuçların deneyle karşılaştırılabilir olmasıdır. Moo’ların ve goo’ların tahminde yer almaması önemli değildir. Tahmini ifade ederken istediğiniz sözcükleri yerli yersiz kullanabilirsiniz; yeter ki sonuçlar karşılaştırılabilecek şekilde olsun. Bu nokta her zaman yeterince anlaşılmış değildir. Parçacık, yörünge vb. kavramların atom dünyasına olur olmaz taşınmasından sık sık yakınılır. Bu yakınma yersiz olup genellemede sakıncalı bir şey yoktur. Bildiklerimizin ve edindiğimiz fikirlerin ötesine uzanmamız her zaman gerekir; ve uzanıyoruz da. Bu tehlikeli mi? Evet. Kesinlikten yoksun mu? Evet. Ancak ilerleyebilmenin tek yolu da budur. kesinlikten yoksun olsa da bilimi yararlı kılmak gerekir. Bilim ancak size denenmemiş bir şey hakkında bir şeyler söylerse yararlı olur; yalnız gerçekleşmiş şeylerden söz ederse bir yararı yoktur. Örneğin, gezegenlerin hareketlerini anlayabilmek için geliştirilen yerçekimi yasasında eğer Newton “artık gezegenleri biliyorum” demekle yetinip de bunun Dünya’nın Ay üzerindeki çekimi ile karşılaştırılabileceğini akıl etmeseydi ve daha sonra başkalarının “galaksileri birlikte tutan şey çekim olabilir.” şeklinde düşünmesine yol açmasaydı yasa pek de yararlı olmazdı. Bunu yapmaya çalışmalıyız.”Galaksiler boyutunda şeyler hakkında hiçbir şey bilmediğimiz için her şey olabilir.'" diyebilirsiniz. Doğru, ancak bu tür bir sınırlamayı kabullenmek de bilimsel bir tutum olmaz. Galaksiler hakkında öğrenilecek şeylerin sonu yoktur. Öte yandan, davranışların tümünün bilinen yasalara göre olduğunu varsaymak da çok sınırlı ve kesin olur; deneyler de olumsuz sonuç verir. Aradığımız şey tam bu türden, kesin ifadeli ve deneylerle kolayca karşılaştırılabilir hipotezlerdir. Gerçek şudur ki şimdiye dek galaksilerin davranışlarında bu önermeye ters düşen bir şey gözlenmemiştir.

Size daha da ilginç ve önemli bir başka örnek verebilirim. Biyolojinin gelişmesine belki de en büyük katkıyı yapmış olan varsayım şudur: Hayvanların yaptığı her şeyi atomlar da yapabilir ve biyoloji dünyasında görülen her şey, hiçbir “ekstra bir şey” olmaksızın, fiziksel ve kimyasal olayların sonucudur.”Canlılar söz konusu olunca her şey olabilir” diyebilirsiniz. Bunu kabul ederseniz canlı varlıkları hiçbir zaman anlayamazsınız. Bir ahtapotun dokunaçlarının kıpırtılarına bakıp bunun, atomların bildiğimiz fizik yasaları uyarınca yaptığı bazı hareketlerden başka bir şey olmadığına inanmak çok zordur. Ancak, bu hipotezin ışığı altında incelenirse, nasıl işlediği hakkında oldukça isabetli tahmıinler yapılabilir. Bu yolla, bilgi edinme alanında büyük gelişme sağlanmaktadır. Şimdiye dek bu hipotezin yanlışlığı ortaya çıkmamış, dokunaçlar da kesilmemiştir.(Feynman, FYÜ s: 193-196)

Bohr'un ve Heisenberg'in öncülük ettiği düşüncelere kuantum kuramının Kopenhag Yorumu da denilmektedir.Bu yorum,özellikle Heisenberg'in belirsizlik ilkesinin çevresindeki tartışmaları içerir.Belirsizlik ilkesi,doğanın bir özelliği midir? Yoksa insanoğlunun bugünkü,geçici yetersizliğine mi dayanmaktadır? Yani ileride daha duyarlı araçlar yaparak belirsizlik kıskacından kurtulabilir miyiz? Mikrodünyada gözlemci gözlenenin davranışını etkiler mi? İşte bunun gibi soruları bu bölümde tartışacağız.

Bohr,1927 yılında , Heisenberg ve Pauli ile yaptığı bir dizi tartışmanın da ışığında kuantum kuramının bir derlemesini yaptı ve Brüksel’ deki Beşinci Solvay Konferansı’na sundu. Konferansta Einstein de vardı ve Bohr, kuantum mekaniğinin Kopenhag Yorumu denen bu sunuyla Einstein' i de ikna etmeyi ummuştu. Fakat Einstein ikna olmadı. Kuantum kuramının Kopenhag Yorumu, gerçekliğin istatistiksel yapısını göstererek determinizmi yıkmıştı; maddi gerçekliğin gözlemlemenin nasıl yapıldığına bağlı olduğunu göstererek de nesnel gerçeklik denen kavramı çökertmişti. Bohr, "Fiziğin görevinin doğanın nasıl olduğunu bulmak olduğunu düşünmek yanlıştır. Fizik, bizim doğa hakkında ne söylediğimizle ilgilenir." diyordu. Doğa hakkında bir soru sorduğumuz zaman yanıtı belirlemek için kullanacağımız deney cihazını da belirlemeliyiz. Gözleyen, gözleneni etkiler. Peki bir termometreyi suya daldırıp suyun sıcaklığı şu derece derken yanlış mı söylüyoruz? Hayır da aslında termometre ile su arasındaki sıcaklık farkını ve bizim göz hatamızı ihmal ediyoruz. Bunu bilmek önemli. Büyükler dünyasında yaptığımız bu. Ama kuantum parçacıkları veya dalgaları dünyasında bunu yapamayız. Çünkü gözleme işi, elektronun durumunu değiştirir. İnsanlar bile, eğer gözlendiklerini bilirse davranışlarını ona göre ayarlar. Yani gözetlenen bir insanın davranışları, gözetlenmediği zamandaki davranışlarından farklıdır. Çünkü bu sırada yeni kuantum kuramını benimseyen bilim insanları nesli ortaya çıktı. Elektronunun çekirdek çevresindeki hareketi tanımlandı; kimyasal bağlar kuramı bulundu; katı hal fiziği( metaller, elektriksel iletkenlik, manyetizma kuramları) geliştirildi. Bu süreç atom çekirdeğiyle ilgili bilimsel çalışmaları başlattı. Kuantum Kuramının yukarıda anlatılan yorumu, Kopenhag Yorumu olarak ün salmıştır. Değişik gerekçelerle bazı bilimciler ve özellikle bazı felsefeciler bu yoruma "öznel idealist" nitelemesiyle karşı çıkıyorlar. Bu karşı çıkışın en yeni örneklerinden biri, Alan Woods ve Ted Grant ikilisinin yazdığı Aklın İsyanı (Tarih Bilinci yayınları-Ocak 2001) adlı kitapta toplanmıştır. Burada onların kuantum kuramıyla ilgili görüşlerine kısaca değinilecektir.

Alman fizikçi Werner Heisenberg, kuantum mekaniğinin kendine has bir versiyonunu geliştirdi. 1932'de matris mekaniği sistemiyle Nobel Fizik Ödülünü aldı. Bu mekanik, elektron orbitallerinin enerji düzeylerini yalnızca sayılar aracılığıyla,herhangi bir resme başvurmaksızın tanımlıyordu. Böylelikle "parçacık" ile "dalga arasındaki çelişkinin neden olduğu sorunları,olguyu gözümüzde canlandırma çabalarından bütünüyle vazgeçerek ve onu saf matematiksel soyutlama içerisinde ele alarak çözmeyi ummuştu. Erwin Schrödinger'in dalga mekaniği de, Heisenberg'in matris mekaniğiyle aynı soruna yoğunlaşır,ancak mutlak matematiksel soyutlama alemine geri çekilme ihtiyacı duymaksızın fizikçilerin çoğu çok daha az soyut gözüken Schrödinger'in yaklaşımını tercih ettiler ve yanılmadılar. 1944'te,Amerikalı-Macar matematikçi John von Neumann, matris mekaniğiyle dalga mekaniğinin matematiksel olarak eşdeğer olduğunu kanıtladı,ikisi de tamamen aynı sonuçları verebiliyorlardı.

Heisenberg, kuantum mekaniğinde bazı önemli ilerlemeler kaydetmişti. Ne var ki onun tüm yaklaşımına sinen şey,felsefi idealizmin kendine has damgasını bu yeni bilimin üzerine vurma azmiydi. Buradan kuantum mekaniğinin "Kopenhag yorumu" denilen şey doğdu. Bu yaklaşım, gerçekten de bilimsel bir düşünce ekolü kılığına ustalıkla bürünmüş bir tür öznel idealizmdi." (Aklın İsyanı, s: 111)

Heisenberg "matris mekaniği"ni, Schrödinger de "dalga mekaniği"ni buldular.Bu ikisi kuantum kuramının farklı iki yoldan keşfidir.Bunların ikisi de kuantum mekaniğinin doğru denklemleridir. Feynman "Doğanın en şaşırtıcı özelliklerinden biri de olası yorum sistemlerinin çeşitliliğidir.. Bu bana her zaman esrarengiz gelmiş,fiziğin doğru yasalarının bu kadar çeşitli şekillerde yazılabilmesinin nedenini anlayamamışımdır.Sanki aynı anda farklı kapılardan geçeyi başarabiliyorlar" (Feynman, FizikYasaları Üzerine s:56) derken doğanın bu zenginliğini belirtiyor. Felsefi önyargılılık,bu zenginliğe nesnel bakmayı engelliyor.Felsefi nedenlerle Heisenberg'in buluşuna saldırılıyor.Bunlar, eski bilimin,19.yy bilimin verileriyle düşünüyorlar.

Evet kuantum kuramında "olguyu gözümüzde canlandırma çabaları"ndan vazgeçmemiz gerekiyor.Bu "modelleme" anlayışı ya da "daha az soyut olma durumu", Einstein göreliliği açıkladığında da görülmüştü. P.Lenard ve başka Alman fizikçiler, "modellenemiyor" diyerek görelilik kuramına karşı çıkmışlardı.Benzer önyargılılık burada da sergileniyor.Ölçek değişmiştir; mikro evrenin davranışı ve kavranışı, makro evreninkinden tümüyle farklıdır.Aklın İsyanı'nın nesnel madde anlayışı, kuantum dünyasını anlamadıklarını çok açık gösteriyor.

Işık ya da Elektron "madde" midir?

Aklın İsyanı'nı yazanlar "Madde, bize duyu-algı içinde sunulan nesnel gerçekliktir.Yalnızca katı nesneleri değil,ışığı da içerir. Fotonlar da elektronlar ya da pozitronlar kadar maddedirler." (s:107) Sorun tam da burada işte.Işık,elektron ve proton,bilimsel anlamda "madde" değildir,yani onlar bir bilardo topu gibi kavranamaz.Boyutları, hızları ,davranışları ve çeşitli özellikleri makro dünyadaki "madde"lerden farklıdır.Burada mikro dünyayı makro dünya ile "aynı" görme eğilimi açıkça görülüyor.Çünkü yazarlar sürekli olarak "nesnel gerçek" vurgusu yapıyor;ama atomaltı taneciklerin, ışığın davranışlarının ne anlama geldiğini bir türlü açıklamıyorlar.

Anlaşılması gerekeni yazıyorum,hem de Feynman'dan: "Elektronların ve ışığın nasıl davrandıklarını artık biliyoruz.Nasıl mı davranıyorlar? Parçacık gibi davrandıklarını söylersem yanlış izlenime yol açmış olurum. Dalga gibi davranırlar dese,yine aynı şey. Onlar kendilerine özgü,benzeri olmayan bir şekilde hareket ederler. Teknik olarak buna "kuantum mekaniksel bir davranış biçimi" diyebiliriz. Bu,daha önce gördüğünüz hiçbir şeye benzemeyen bir davranış biçimidir. Daha önce gördüğünüz şeylerle edindiğiniz deneyimler eksiksiz değildir. Çok küçük ölçekteki şeylerin davranışı için söyleyeceğimiz tek şey onların farklı davrandıklarıdır. Bir atom,bir yay ucuna asılmış sallanan bir ağırlık gibi davranmaz. Çekirdeği saran bir bulut veya sis tabakasına da pek benzemez. Daha önce gördüğünüz hiçbir şeye benzemeyen bir şekilde davranır. En azından bir basitleştirme yapabiliriz: Elektronlar bir anlamda tıpkı fotonlar gibi davranırlar;ikisi de "acayiptir" ;ama aynı şekilde. Nasıl davrandıklarını algılamak bir hayal gücü gerektirir;çünkü algılayacağınız şey bildiğiniz her şeyden farklıdır... Bunun neden böyle olabildiğini hiç kimse bilemiyor."

(Feynman, FizikYasaları Üzerine s:149-151)

Kuantumlar dünyası,gerçekten "acayip".Bunu anlamadan "nesnel gerçek" diye tepinmek ya da "modellemeye çalışmak" boşuna bir çabadır.Aklın İsyanı'nı yazanlar,"maddecilik" kisvesi altında bilime karşı kuşku tohumları ekiyorlar.Bunu da Einstein, Heisenberg, Hawking,Penrose gibi dehalara saldırarak yapıyorlar.Elbette bilim de bilim adamları da eleştirilemez değildir;dahası bunlar olmadan bilim ilerleyemez. Ama Alan Wood ve Ted Grant'ın yaptığı eleştiri,nesnel değil,tümüyle özneldir.Çünkü onlar,kuantum dünyasının maddeleriyle görünür dünyanın maddelerini aynı "görüyorlar".Işık kuantumuyla,elektronla,bir ağacı aynı maddelermiş gibi algılıyorlar.İkide bir büyük bilimcilere yakıştırdıkları "öznel idealizm" suçlaması, kendilerinin "nesnel" kaldığını göstermiyor. Elektronla ağaç karşısında bile nesnel duramıyorlar.Onların davranışları,yani kuantum yasaları karşısında nasıl nesnel olabilirler?

Olasılık

Olasılıkçı yorum,kuantum mekaniğinin yorumudur.Bu yorum,nedensellik ilkesi ya da determinizme karşı insan düşüncesinin ulaştığı yeni bir düşünme biçimidir.Bunu radyoaktiflikle örnekleyeyim. Her radyoaktif çekirdeğin bir yarıömrü vardır.100 gram radyoaktif çekirdeğimiz olsun,yarı ömrü beş gün diyelim.5 gün geçince 50 gram çekirdek bozunur,geriye 50 gram radyoaktif çekirdek kalır; yine ben gün geçince elimizde 25 gram radyoaktif çekirdek kalır.. Bu böyle sürer gider. Radyoaktif çekirdeklerin enerjileri,kütleleri aynıdır,ama yarısının bozunup da neden ötekilerin bozunmadığını bilmiyoruz. Bildiğimiz şey her yarıömür geçişinde ortalama olarak çekirdeklerin yarısının bozunduğu yarısının ise bozunmadan kaldığıdır.

Uranyum-238 veya herhangi bir alfa yayıcı çekirdeğin enerji ve kütle durumuna bakıldığında bu yayımın kendiliğinden olamayacağı sonucuna varırız. Daha doğrusu klasik fiziğe göre,alfa parçacığı potansiyel kuyusuna hapsedilmiştir .Alfa parçacğının E enerjisi,engel yüksekliğinden daha düşüktür. Oysa bu,kendiliğinden olabilmektedir. Öyleyse alfa parçacığı çekirdekten nasıl kaçabilmektedir?

Bu sorunun yanıtı,kuantum mekaniği kullanılarak,ilk olarak Gamow ve ayrıca bağımsız olarak Gurney ve Condon tarafından 1928'de verilmiştir. Kuantum mekaniğine göre alfa parçacığının potansiyel enerji engelini aşma olasılığı vardır. Dalga fonksiyonu hem engelin içinde hem de dışında titreşir.

Alıntı: sayfayı hazırlayan:Ramazan Karakale

Hiçbir yazı/ resim izinsiz olarak kullanılamaz!! Telif hakları uyarınca bu bir suçtur..! Tüm hakları Çetin BAL' a aittir. Kaynak gösterilmek şartıyla siteden alıntı yapılabilir.

Ana Sayfa /i ndex /Roket bilimi / E-Mail /CetinBAL/Quantum Teleportation-2

Time Travel Technology /Ziyaretçi Defteri /UFO Technology/Duyuru

Kuantum Teleportation /Kuantum Fizigi /Uçaklar(Aeroplane)

New World Order(Macro Philosophy) /Astronomy