John Gribbin – Altı Olasılıksız Şey

Feynman’ın, “Kafaya takmayın, manyak olursunuz,” dediği kuantum mekaniğini biliriz -kıps- ve severiz, görünenden ötesinin dinamiğidir. Başka bir dünyanın, Gribbin’in anlattığı gibi “dünyaların” var olabileceğini söyler, izlediğimiz çoğu bilimkurgunun yaslandığı temel fizik şalalasıdır. Kıyaktır yani, kafa karıştırır, şeylerin hem öyle hem böyle olduğunu gösterir. Bir kedi hem canlı hem ölüdür, bir parçacık aynı anda iki yerde bulunabilir, mümkün. “Erwin Schrödinger dalgaların kuantum dünyasını tarif eden denklemleri, Werner Heisenberg parçacıkların kuantum dünyasını tarif eden denklemleri, Paul Dirac ise o kuantum dünyasını tarif etmeleri bakımından gerçekliğin bu iki versiyonunun birbirine tamı tamına denk olduğunu buldu.” (s. 11) Teşekkür ederiz, hikâye bu insanlarla başlamıyorsa da 1920’lerde kuantum fiziğini biçimlendiren en önemli isimler fizik dünyasında huzursuzluk yarattılar çünkü sağduyuya aykırı fikirler saçılmaya başladı ortalığa, karşılık olarak Tanrı’nın zar atmayacağı söylendi falan. Sonuçta kuantum dinamiği sayesinde bilgisayarlar uçmaya başladı, 1 veya 0 yerine hem 1 hem 0 gelince kapasite coş. Bitmedi, lazer tasarla, DNA’nın yapısını açıklamada kullan, kuantum uygulamaları aşırı işlevsel olduğu için teorik kısım sadece kafayı yemek isteyenlerin veya dâhilerin ilgilendiği alan olarak kaldı. Kuantum dünyasında aslında neler oluyordu, hem parçacık hem dalga niteliği nasıl oluşabilirdi, bunların cevapları aranıyor, teorilerden “teselliler” türüyor. Gribbin’in bahsettiği olasılıksız şeyler bu altı senaryonun, tesellinin içinde, son bölümden çarptığım tek cümlelik veya paragraflık özetlere dikiz. Dalga-parçacık ikiliği merkezde olmak üzere aklımızın almadığı kısımlarda neler oluyor, bakalım.

Teselli I: “Dolanık Ağ”, biz bakmadığımız takdirde dünya yok. Kuantum varlıkların aslında ne olduklarını bilmemizin imkanı yok çünkü kuantum varlıklar değiliz, anladığımızca. Max Born’un olasılık kavramında elektronun spini yukarı veya aşağı, 1.000 elektronumuz varsa 500 elektron aşağı, 500 elektron yukarı spinli olmalıydı ama Einstein belli koşullarda bir tür korunum yasasının geçerli olacağını gösterdi, A elektronu yukarı spinli olmaya “karar verdiği” anda B elektronu aşağı spinli olmak zorunda. “Uzaktan hayalet etki” adlı bu hede “EPR Paradoksu” olarak bilim dünyasına sunuldu, Schrödinger iki kuantum sisteminin birbirine uzaktan hayalet etkiyle bağlıymış gibi görünmesine “dolanıklık” diyerek mevzuyu ilerletti. Einstein’a göre gizli değişkenler sayesinde aşağı veya yukarı yönlü hareketi sergiliyordu elektronlar, her şeyin önceden belirlenmiş olması lazımdı. John von Neumann bu meşhur EPR Paradoksu’nun yer aldığı makale yayımlanmadan önce 1932’de çıkardığı kitabında gizli değişkenler kuramının pek bir halta yaramadığını göstermişti ama denklemlerinde hayati bir hata vardı, von Neumann çok yetkili bir abi olduğu için hatası otuz yıl boyunca fark edilmedi. John Bell tezdeki yanlışı açıkladı, “uzaktan hayalet etki”yi, diğer adıyla yerel olmamayı, “yerel-gerçekliği” sınadı. Sonuç: “Ya uzaktan hayalet etki barındıran bir gerçek dünyayı ya da gözlemlenmediği sürece hiçbir şeyin gerçek olmadığını söylemek pahasına yerelliği seçebilirsiniz.” (s. 31) Nasıl işlediğini bilmiyoruz, Newton da kütleçekim etkisi karşısında şaşkına dönmüştü, durum bu. Yerel gerçeklik evren için geçerli değil, yine de ikisinden birini tercih edebiliriz ama ikisini birden tercih edemeyiz. İki delikli deney meşhur, dalga fonksiyonunun çökmesiyle elektronun bir dalga olarak ilerleyip seyahatini bir parçacık olarak sonlandırdığını biliriz, gözlemlemek olanaklıyı sabit hale getirdiğine göre gözlemlemezsek kedi hem ölü hem canlıdır, durumlar üst üstedir yani.

Teselli II: Pilot dalga durumunda parçacıkları dalgalar oradan oraya iter ama dalgaların parçacıklar üzerinde etkisi yoktur. Louis De Broglie bir dalga ve bir parçacık olarak birlikte çalışan iki ayrı varlık olabileceğini söylediğinde Pauli ve Bohr öne çıkıp Kopenhag Yorumu’nu -biz bakana kadar kartın değeri yok- savundular, teori otuz yıl boyunca görmezden gelindi. Kart olayı şu, De Broglie’nin kuramına göre iskambil destesindeki kartlara bakmasak da hepsi bellidir, değişkenlik göstermez değerleri, KY ise bakılmadığı müddetçe kartların değerinin olmadığını söyler. Pilot dalga iş yapar yani, tek bir parçacığın tam şimdiki davranışının evrendeki diğer her bir parçacığın şimdiki konumuna bağlı olduğunu söyler. Çoklu Dünyalar Yorumu’na merhaba. De Broglie bu kuramını Bohr’a göndermiş, adamdan ses çıkmamış ama Einstein ilgi göstermiş, okuduklarına katılmasa da.

Teselli III: Meydana gelmesi mümkün olan her şey bir paralellikler yelpazesinde meydana gelir. En iyi bildiğimiz senaryo bu, filmler sağ olsun. Hugh Everett ve Erwin Schrödinger beş yıl arayla -kedi daha evveldir- aynı şeyi düşünürler, ilki daha matematiksel, ikincisi daha felsefi düşünmüştür ama “dalga fonksiyonunun çöküşü”nden kurtulma noktasında bir araya gelirler. Schrödinger gözlemin dalga fonksiyonunu çöktürmesinden yana değildir, bu çözümü kabul etmez, alternatif yolların olması gerektiğinden bahseder ve eşzamanlılığı görmezden gelenlerin “kuantum çorbası” fikrini desteklemediğini belirtir. İki sonuç aynı anda mümkün diyelim, maddenin plazmaya dönüşeceği biçimsiz bir dünya ortaya çıkacaktır muhaliflere göre, oysa teselli bol. Gribbin terminolojiyi güncelleyerek kedinin hem ölü hem canlı olacağı iki evrenden bahseder, üstelik Everett bu evrenlerden birindeki gözlemcinin diğer evrenden haberdar olabileceğini belirtir. Her kuantum geçişi evrenin kopyasını çıkarır, sayısız evrenden birinde varız kısacası. En az birinde. Tabii bu durumda varlık ve benlik tekrar tanımlanmaya muhtaç hale geliyor, ayrı. Uğultulu tepeler malum romanın dışında da var bu teoriye göre de işler iyice karışıyor bu noktada, Hopilerin zamanı sayısız andan ibaret olarak görmeleri meseleye yakın, yine de sabit bir “ben”in bu anların içinden geçmesi kurama göre mümkün değil. Her an bir başkasının.

Teselli IV: Meydana gelmesi olanaklı ne varsa oldu, sadece bir kısmının farkındayız. “Eşevresizlik” devreye giriyor, delikler eşevreli dalgaları farklı güzergâhlar doğrultusunda göndererek bildiğimiz örüntüyü ortaya çıkarırlar, dalgalar arasında girişim yoksa eşevresizlik var, kuantumluk ortadan kayboluyor demek. Analoji olarak Meksika Dalgası veriliyor, kafasına göre hareket edenler düzeni bozdu mu olay bitti. Boyut önemli değil yani, eşevrelilik önemli, Tony Leggett’in yaptığı deneyde kuantum mekaniği kurallarını makroskobik nesnelerde gözlemlemeyi başardı, nişan yüzüğü büyüklüğündeki cisimlerde bir dalgayı iki yönlü olarak hareketlendirdi. Ne güzel, bu sayede Nobel’i kazanan Leggett’in fikirlerinin özetinin özeti diğer kuramlarla tokuşturulunca şu: “Başlangıçta her şey olanaklıdır. Ama herhangi bir kuantum etkileşimi meydana gelir gelmez kimi olanaklar ortadan kalkar ve farklı evren çeşitliliği azalır. Başka bir deyişle, tutarlı geçmiş evrenlerin yelpazesi daralır. Bu süreç, olanaklı dünyalar içerisinden bizim evrenimizin geçmişini (ama şurası çok önemli ki, sadece bizim evrenimizi değil) seçe seçe şimdiki zamana kadar devam eder.” (s. 79)

Teselli V: Her şey, diğer her şeyi uzay yokmuşçasına anlık olarak etkiler. Dalga fonksiyonu tekil bir sisteme değil, daha ziyade benzer sistemlerin bir kümesine ilişkin bir tanım sağlar Leslie Ballentine’ye göre, 100 zar atmayız da tek bir kusursuz zarı 100 kez atıp sonuçları alırız, her sonuç bir kümedir. Dalga-parçacık ikiliği yok, üst üste gelme yok, hem ölü hem canlı kedi yok. Oysa deneylerde var: “Her kuantum sisteminde, verili herhangi bir zamanda, olabilirlerin değerlerinin belirlediği gerçek bir durumlar kümesi vardır.” (s. 86)

Son teselli de okurun elinden öpsün, şuraya gelene kadar kafam yandı. Kuantum mekaniğini merak edenler kaçırmamalı bu kitabı.

Liked it? Take a second to support Utku Yıldırım on Patreon!
Become a patron at Patreon!