Kuantum Teorisinin Felsefesi!

Ünlü kuramcı Bohr, "Kuantum teorisiyle şok olmayan kimse, onu anlamamıştır" der. Gerçekten de matematiksel olarak açık bir şekilde ifade edilmesine karşın ilgili teorinin felsefi alanda yorumlanması ve oluşturduğu problemlerin çözümlenmesi bir hayli zordur. Kuantum teorisi bilime ve doğaya farklı bir bakış açısı getirmiştir. Bu yenilikleri görebilmek için klasik ve kuantumlu anlayışın belli başlı özellikleri doğrultusunda klasik fiziğin felsefi dayanaklarına bakıldığında şu kriterler sıralanabilir;

• Klasik fizikte, bir cismin hızı, ivmesi, enerji ifadeleri gibi tüm nicelikler cismin konumunun zamana göre diferansiyelleri ile ifade edilir.
• Sözü edilen momentum, enerji gibi fiziksel büyüklüklerin bütün olarak ele alındığı görülür.
• İrdelenen olaylar belli bir kesinlik, belirlilik taşır ve istenilen doğrulukta ve aynı anda bütün fiziksel büyüklükler ölçülebilir.
• Evrenin geçmişinde oluşan olaylar incelenerek, geleceğe ilişkin bir yordama yapılabilir. Sözgelimi, Jüpiter Gezegeni şu zamanda, yörüngesinin şurasında ve bize bu kadar uzaklıkta olacaktır, denilebilir. Gözlem ve deneylerde küçük hatalar çıkabilme olasılığına karşın tahminlerimiz büyük ölçüde doğrulanır.
• Klasik fizik ile incelenen her sistem ya da olay birbirinden bağımsız olarak düşünülür; bu sistemi oluşturan ve birbiri İle iletişim olanağı bulunmayan varlıklar bütünüyle ayrı olarak ele alınır.
• Klasik olarak incelenen olay, gözlemci ve kullanılan deney aleti ile değişiklik göstermez.

Kuantum görüşünün kabul edilen temel olguları ise şu şekilde belirtilebilir;

• Olayların incelenmesinde kompleks yapıda ve bir olasılık denklemi olan Schrödinger dalga denklemi kullanılır. Bu denklemden vj/ dalga fonksiyonu bulunup işlemlerde yerine konarak, konum, momentum ve diğer nicelikler elde edilir.
• Fiziksel nicelikler kesikli parçalı yapıda ele alınır.
• Kuantum teorisi fiziğe kuşku götürmez bir biçimde belirsizlik (indeterminizm) olgusunu sokmuştur.
• Parçacıklar söz konusu olduğunda her büyüklük olasılıklarla belirlenir ve gelecekle ilgili tahminler olasılıklara dayanarak yapılabilir. Örneğin ışığın yapıtaşı olan fotonların, uzayda bir yerde bulunması ancak olasılıklarla belirlenir.
• Birbiriyle hiç iletişim olanağı bulunmayan iki varlık arasında "bağlılaşım-correlation" görülebilir. Örneğin aynı kaynaktan çıkan fotonların karşıt doğrultularda göstermiş olduğu davranışları, birbiri ile uyuşum halindedir.
• Kuantumda; gözlemci, gözlenen ve gözlem aleti birbiriyle bir bütünlük oluşturur. Bunlar birbirlerinden ayrı düşünülemez.

Görüldüğü gibi klasik fizik ile kuantumcu düşünce birbirinden bir çok noktada farklılık gösterir. Bu farklılıklar ayrıntılı olarak göz önüne alındığında şu yorumlar yapılabilir;

• Kuantum teorisinin önemli buluşlarından birisi belirsizlik bağıntısıdır. 1927'de Heissenberg tarafından ortaya konulan bu bağıntıya göre mikro boyutta tanımlı bir parçacığın, eş zamanlı olarak konum ve momentumunun tespit edilmesi en az Planck sabit (h) kadar bir hata içerir. Aynı olgu eşzamanlı olarak, parçacığın enerjisi ile bu enerjiyi taşıdığı zaman için de söz konusudur. Örneğin bir elektronun bulunduğu uzayda konumunun tespiti için, elektronun üstüne büyük frekansta ışık gönderilmelidir. Aksi halde elektron gözlenemez. Bu durumda yüksek frekanslı ışık elektronun konumunu belirler. Ancak elektrona bir hız verir. Dolayısıyla konumun belirlenmesiyle beraber parçacığın hızı ve momentumu kaybedilmiş olur. Tersi olarak; elektronun momentumunu belirlemek için küçük frekanslı ışık kullanılır, bu durumda da konum belirlenemez.
• İkinci önemli bulgu da "dalga/parçacık dualite'dir. Huygens'ten beri ışığın kırınım ve girişim yaptığı biliniyordu. Örneğin ışık Young deneyi düzeneğinden geçirilirse karşıdaki ekranda aydınlık-karanlık noktalar oluşur. Yani girişim yapar. Yine yarım bardak suya sokulan bir kalemin kırık olarak algılandığı görülür. Bu gibi olayların hepsi ancak dalga modeliyle açıklanabilir. Einstein'ın fotoelektrik olayını açıklamasından sonra ışığın parçacıklı yapıda olması gerektiği bulundu. Yine ışığın cisimler üzerine uyguladığı anlık basınçlar ve Geiger sayacında göstermiş olduğu etkiler bunu destekler. Sonunda Bohr, "Işığın dalgacık mı tanecik mi olduğunun belirlenmesi ancak gözlemcinin sorduğu soruya göre cevaplanabilir" diyerek gözlemcinin de vazgeçilmez biçimde teoride yerini alması gerektiğini belirtir.

Amerikalı J.Davisson ve L.Germer adlı bilim adamları elektronların da hızlı olarak bir kristal katıya çarptırıldıklarında dalga özelliği gösterebileceğini buldular. Böylece düalite yalnızca ışık (elektromagnetik dalga) İçin geçerli değil aynı zamanda maddesel parçacıklar için de geçerliydi. Bu da Broglie'ın öne sürdüğü elektronlar için dalga yapısının deneysel bir ispatıydı, aynı zamanda Kuantum teorisindeki düaliteyi, 1915'te, X ışınlarıyla yaptığı çalışmalarından dolayı Nobel ödülü alan VV.Bragg şöyle belirtiyordu. "Pazartesi, çarşamba ve cuma günleri parçacık kuramını; Salı, Perşembe ve Cumartesi günleri dalga kuramını öğretiyorum."

Diğer önemli yenilik ise olasılık kavramıdır. Bir parçacığın bir uzay bölgesinde bulunması ancak olasılıklarla bellidir. Parçacığın konumu için kesin koordinatlar verilemez. Born bu düşünceden hareketle Schrödinger'in ortaya attığı dalga fonksiyonunu yorumlamış ve y ile gösterilen bu kompleks fonksiyon için, uzayda bir noktada belli bir anda hesaplanan dalganın genliğinin karesinin, parçacığın o noktada o anda bulunması olasılığını verdiğini belirtmiştir.

Belirsizlik ilkesi, dualite, olasılık tanımı ve gözlemci gözlenen bütünlüğü kuantum mekaniğine, Kopenhag yorumu olarak girmiştir ve tartışmalara rağmen halihazırda kuantum teorisinin en etkin yorumu olarak karşımıza çıkar. Kuantum felsefesinin ..sorunlarına bakıldığında önemli tartışmaların temelde, Young deneyinin yorumlanmasından kaynaklandığı görülür. Bilim adamları, fotonların iki ayrı delikten geçişinin mantıksal olarak nasıl algılanması gerektiği üzerinde durarak; fotonlarla gözlemci arasındaki bağlantıyı aramaktadırlar.

Bohr ve Kopenhag ekolü savunucuları fotonların, iki ayrı delikten geçmelerini iki ayrı dünyada hareketleri olarak düşünüyor. Onlara göre girişim bu birbirinden tamamen iki ayrı iki dünyadan herbirinin birlikte hazırlanarak birbirinin üstüne çakışmasıyla ve birbirlerini bütünleştirmesiyle oluşur. Dolayısıyla sonuçta her iki dünyanın hakiki bir melezi oluşur. Başta Einstein olmak üzere pek çok fizikçiye bu melez bütünleyici dünya yorumu pek sıcak gelmedi ve 1935'te "Schrödinger kedisi" yorumu ortaya atıldı.

Kaynak: Alternatif Bilim Ansiklopedisi