Kuantum Fiziğine Genel Bakış

Schrödinger'in Kedisi

             21. yüzyılın başından bu güne kadar, bilimdeki gelişmeler ile birlikte, önceki bilgilerimizin de kökten denilebilecek kadar çok büyük değişikliklere uğradığını görüyoruz. Bu değişimlere etken olan, Özel ve Genel görecelik teorileri, Kuantum Fiziği, Hologram ve Moloküler Biyoloji'nin ileri sürdüğü kuramlardır.

            Konuyu felsefi bakış açısından ele alıp sunmaya çalışacağım. Bu konuda beni yüreklendiren etken, kuramsal bilimin de bir yerde felsefe ile iç içe oluşudur. Çünkü felsefi düşünce, bilimsel tezleri yaratır, deney ise kanıtlar. Felsefe yine de bununla yetinmeyip sürekli konuyu irdeler, hiçbir şeyi kesin ve son olarak kabul etmez. ( Bu kuşkuculuk Descartes Mantığı ile karşılaştırılmalıdır. )  Bu görüş aynı zamanda bilimin temelidir ve buna Bilim Felsefesi adını veriyoruz

            Kuantum Fiziğini açıklayabilmek için zorunlu olarak Eiinstein'in Özel ve Genel Görecelik kuramına kısaca göz aymak zorundayız.

            1900 yılında Kuantun teorisini ilk ileri süren Max Plank'dır. Einstein 1905 yılında fotoelektriksel etki konusunu ileri sürdü. Bu konuda Plank'ın kuantum önermesinden yararlandı ve ışığın parçacıklara bölündüğünü savundu. Halbuki Plank başta olmak üzere tüm fizikçiler ışığı dalga biçiminde düşünüyorlardı. Sonuçta ışık kuantaları düşüncesini kullanarak fotoelektriksel etkiyi tamamlayan bir denklem kurdu. Daha sonraki gelişmeler sonucu FOTON kavramı kabul dördü. İşin en ilginç yönü Einstein Nobel ödülünü Görecelik Kuramıyla değil, ışık kuantasını önermesi sonucu aldı.

            Özel Görecelik Kuramına göre, uzay üç boyutlu özellik taşır ve zaman da bundan bağımsız varlığa sahip değildir. Einstein zaman  ve uzayın birbirleriyle ayrılmaz bir bütün olduklarını ve Uzay-Zaman denilen dört boyutlu sürekliliği oluşturduklarını göstermiştir. O halde, görecelik kuramı çerçevesinde uzay hakkında konuştuğumuzda, zaman hakkında da aynı anda konuşmamız gerekir. Bunu Newton'cu modelde göremeyiz.

            Yine Özel Göreceliğe göre, dünyanın tüm iyi bilinmeyen özelliklerinin kökeninde, tüm maddi nesnelerin hareketleri arasındaki Görecelik ve ışık hızının mutlak olduğunun karşılıklı ilişkisi yatmaktadır. Bu aynı zamanda zamanın göreceliğinin bir ifadesidir.

            Sezgilerimiz çelişkiye düştüğü için, uzay ve zamanın göreceliği bizi rahatsız eder. Özel görecelik kuramının dünyası, ancak ışık hızına yaklaşıldığında ortaya çıkar.

            Einstein tine 1905 yılında öne sürdüğü " Enerji ve kütlenin aynı şey olduklarını, birinin diğerine dönüşebileceği " savı, bir devrim niteliğindeydi. Gerçekte kütle ve enerji aynı şeyin farklı görünümleriydi. Bu yaklaşım, klasik fiziğin son temsilcisi Einstein'in modern fiziğin kapısını aralamaktadır.

            Genel Görecelik ise Özel Görecelik kuramına, kütlersel cisimlerin karşılıklı yer çekimini de içine almasıydı. Buna göre yer çekimsel güç, Uzay-Zamanı bükme ya da eğme özelliğine sahiptir. Bu da bir yıldız ya da gezegen şeklindeki kütlesel bir cismin bulunduğu bir yerde, onları çevreleyen uzay  biraz bükülecektir. Bu bükülme miktarı ise cismin kütlesine bağlı olacaktır. Bunu yanı sıra görecelik uzay ve zaman bir bütün oluşturdukları için zaman da mevcut maddenin etkisinde kalacaktır. Yani bir yerde evrenin diğer noktasına göre daha farklı bir hızda ilerleyecektir.

            Kuantum kuramı ise matematiksel formülasyondan sora bile, onun temel kavram ve tasarımları öyle kolayca kabul edilecek bir özelliğe sahip değildi. Çünkü bu kuramın yarattığı etki gerçekten de bilimsel savların yıkımıydı.

            Rutherford'un deneyleri, atomların sert ve parçalanmaz olmadıklarını, tersine içlerinde küçük parçacıkların hareket ettiği büyük boşluklardan meydana geldiğini gösterir. Buna göre atomaltı öğeler, ikili bir görünüme sahip soyut varlıklar gibidir. Onları bazen parçacık, bazen de dalga biçiminde algılamaktayız. Einstein, ışığın ve genelde elektromanyetik ışınımın yalnızca elektromanyetik dalgalar halinde değil aynı zamanda Kuanta'lar olarak da ortaya çıkabileceğini savunmuştur. Bunun sonucu olarak, atomaltı düzeylere inildikçe tam olarak belirli bir kesinliğe sahip olunmadığı görülüyor. Yani atomsal bir fenomenin nasıl gerçekleştiğini hiçbir zaman önceden belirli bir kesinlikle bilemeyiz.

            19. y.y. düşünürleri bilim ve felsefede büyük atılımlar yaratan düşünceler ileri sürerken bile, uygulaya geldikleri mekanik prensipler nedeniyle " Determinist "bir börüşr sahiptirler.

            Doğanın ve kendi yaşamımızın geçmişten geleceğe, tamamen önceden belirlenmiş olduğunu kabul eden bir dünya görüşü olan determinizmin, belirsiz bir dünyada belirlilik gereksinimi yaratır. Klasik fiziğin de buna desteklediğini görüyoruz.

Albert Einstein

            Belirsizlik kuramıyla, bu görüşün atomalıtı fiziğinde geçersiz olduğu kanıtlanırken, bunu doğal sonucu olarak bir çok değer yargısı ve kuramın temelinden sarsıldığını görüyoruz. Öyle ki bunun kolayca kabullenilecek şey olmadığı başta Einsrein olmak üzere din, felsefe ve bilim tarafından dirençle karşılanmıştır. Eintein " TANRI ZAR ATMAZ " deyimiyle karşı çıkışı bunun en güzel örneğidir.

            Kuantum Fiziği insanın inançsal dünyası ile medde dünyasında yarattığı bu deprem , inançsal kavramların soyut olması nedeniyle, sonuca ulaşması zaman istemektedir. Her şeyden önce insan yapısı alışılagelmiş düşüncelerden kolay kolay vazgeçemez. http://modern-fizik.blogspot.com/2011/09/erwin-schrodinger.htmlHele bu düşünceler öncekilerin tamamen tersi ise. Bunun yanında maddenin gözlemlenebilir ve sonuçlarının yarattığı yararlar görüldüğünde yatsınması olanaksızlaşır.

            Şimdi bu kuramların maddeye getirdiği yeni bakış açılarına bakalım.

            Wıllıam Crookes, içinde çok az bir gaz bulunan cam borudan elektrik akımı geçirerek bilimsel bir deney yaparken, elektrotların bir ucu olan katot'tan bazı ışınlar çıkıyor, ve karşısına gelen cama çarparak flüoresans bir ışık yolu meydana getiriyordu. Bu cam boruyu bir mıknatıs yaklaştırılınca, katot'tan çıkan ışık  demetlerin saptığını gördü. O güne kadar katı, sıvı ve gaz olarak bilinen maddenin yepyeni bir durumu ortaya çıkmıştı. Bu duruma RADİANT adı verildi. Bu basit sonuç bilimdeki akıl almaz sıçramaların başlangıcı olacaklardır.

            Röntgen bu yoldan hareketle adıyla anılan filmi bulmuştur. 1911 yılında Rutherfort, atom çekirdeğini bombardıman etmesiyle, atomun bir yapıdan başka bir yapıya dönüştüğünü kanıtladı. Bu gerçek aynı zamanda Mendelief'in ünlü atom ağırlıklarına göre sıralanan cetvelini de geçersiz kılmıştır.

            Aynı konuyu ele alan Curie'ler radyoaktif elementler olan Polonyum ve Radyumuu buldular. Bu elementlerin yaydığı Alfa-Beta-Gama ışınlarının yanında, büyük bir enerji halinde bir gaz, yani  " RADON " yayıldığı görülüyordu. Radyumdan yayılan bu radonlar için Rutherford şöyle diyordu. " Radyoaktivite, atomların ölümü demektir. Radyumun atomları ölüyor ve cesetlerinden RADON atomları doğuyor. "

            Heisengberg'in  "Belirsizlik Kuramı "  Niels Bohr ve Pauli ile birlikte geliştirilerek bilim dünyasına kazandırılmıştır.

            Doğayı çözümleme yaklaşımlarındaki bu köklü değişim yanında, teknolojiye yansıyan yönü ise devrim niteliğindedir. Bunlar transistör, mikro yonga, lazer ve süper iletkenler olarak yüzyılımızın iletişim çağını yaratmıştır. Buna paralel olarak, kimyasal elementlerin periyodik tablosunu, kimyasal bağın yapısı ile moleküler biyolojinin temelini atmıştır.

            Bilgi çağında yaşamamızın sonucu bu konularda hepimizin az çok birikimi olduğu düşüncesiyle, kısa bir hatırlatma ile yetindim.  

            Başta da belirttiğim gibi, zor olan, bu değişimlerin düşünce kalıplarımıza olan etkileridir. Çocukluğumuzdan bu yana, beynimize işlenmiş soyut kavramları oradan söküp atmak çok zor. Bu saplantı, bilim adamları için bile geçerli,. Kendi teorisini bile determinist görüşe bağlamaya çalışan Einstein bunun en somut örneği.

            Binlerce yıldır, evrenbilim konusundaki çeşitli inançların, din'ler ve mitoslar kanalıyla beynimize kazınması, belki de insanlığın en trajik olgusudur. Eski Mısır, Sümer, Hint, İyon ve Yunan düşünceleri, zamanın akışı içinde bireyi, dolayısıyla toplumları derinden etkilediğini biliyoruz. Bu gün bile bu düşüncelerin artıklarıyla dopdoluyuz.

            Bu gün bilimsel bulguların ışığında, tüm galeksilerin büyük bir hızla birbirinden uzaklaştığını biliyoruz. Genişleyen evrenle birlikte bir çok yıldız ömrünü ( yakıtını ) bitirip, kendi içine çökerek ya da patlayarak uzaya dağılmakta, bundan oluşan bulutsulardan da yeni yıldız kümeleri oluşmaktadır.

            Bu bir anlamda evrenin bir akış, değişim ve dönüşüm içinde olduğunun kanıtı olmaktadır. Hiçbir şeyin sonsuza kadar aynı kalamayacağı yanında, nasıl bir gelişme göstereceğini de bilemiyoruz.

            Sonucun, başından belirlendiğini ileri süren determinzm'in, insanın kendini rahatlatmak için güzel bir düş evreni yaratmasını sağladığını söylemek, haksızlık ya da bir yanlışlık olmasa gerek.

            21. y.y. yıl yaklaşırken maddenin özünde karşılaştığımız dönüşüm ve belirsizlik olgusu bizleri, kadercilik olan DETERMİNİZM karşısında güçlendirmektedir.

            Heinz Pagels'in şu sözleri, konuya yeterince açıklık getirip sonuca başlamaktadır.

            " Doğa kusur konusunda hiçbir şey bilmez. Kusur, doğanın insan tarafından kavranışıdır. Biz doğanın bir parçası olduğumuz ölçüde biz de mükemmeliz, mükemmel olmayan şey insanlığımızdır. Kusurluluk ve hata konusundaki kapasitemiz nedeniyle biz özgür yaratıklarız, hiçbir taş ya da hayvanın zevkine varamadığı bir özgürlüktür bu. Hata olasılığı ve kuantum teorisinin ifade ettiği gerçek " bilimsellik " olmadan, insan özgürlüğü anlamsızdır.http://adf.ly/?id=927987