Kuantum ve Maddenin Gerçeği Zamansızlık ve Kader Modern Fizik Parçacık Fiziği ve Yoktan Yaratılış Diğer

Bell Teoremi: Bilimlerin En Büyük Keşfi

Kuantum fiziğinin maddenin hakikatına dair şaşırtıcı sonuçları bilim dünyasını derinden etkiledi. Varlıkların materyalistlerin zannettikleri gibi katı somut bir varlığı olmayışının, birer gölge varlık oluşunun ve algı düzeyinde var oluşunun sarsıcı etkileri halen de sürmektedir. Zamanın bir algı olduğunu gösteren ama maddenin kendisinin de öyle olduğunu kabullenmekte zorlanan Einstein, sayısız itirazda bulunmuş, ancak bu itirazlarının hepsinde mağlup olmuştu. İlerki yıllarda, kendi gibi düşünen iki bilim adamı Boris Podolsky ve Nathan Rosen ile biraraya gelerek, 1935 yılında EPR paradoksu olarak bilinen meşhur makalesini yayınlamıştı. Bu makalede Kuantum teorisinin paradokslar barındıran eksik bir teori olduğu iddiasında bulunmuştur. Einstein kuantum fiziğinin başarılı neticeler verdiğini kabul ediyordu. Ancak, O’na göre, aslında, bizim bilgimiz dışında adeta yer altında işleyen kimsenin göremediği başka bir fiziksel etki vardı. Güya bu görünmez ve bilinmez fiziksel etki kuantum fiziğinin şaşırtıcı sonuçlarından sorumluydu. Hiçbir somut bilgiye dayanmayan, sırf kişisel felsefesine uymadığı için ortaya atılan bu iddia, materyalist zihniyette olan insanların tutunmaya çalıştığı bir dal oldu. Saklı Değişkenler Teorileri olarak adlandırılan bu yaklaşım, hayalperest bir iddiadır. Saklı Değişken Teorileri, bağımsız bir şekilde var olan dünya görüşünü kabul ettiği için, kimi materyalistler bu teorilerin arkasına sığınmaya çalıştı. Görmediğine inanmayan insanlar olan materyalistlerin bu hale düşmeleri ise ayrı bir ibret konusudur. Zira saklı değişken adı verilen teorilere dair hiçbir somut gözlemleri olmadan kabul etmeleri kendileri açısından açıklaması olmayan bir çelişkidir.

EPR Deneyi’nin Detayları

 

Atomaltı parçacıklar beraber oluşturulduğunda birbirleri ile ilişkili olurlar. Sanki tek bir sistemin parçalarıymış gibi davranırlar. Birinde gözlemlenen bir etki, anında, diğer parça üzerinde ne kadar uzakta olursa olsun kaçınılmaz değişimlere sebep olur. Einstein böyle bir etkiye hayalet etki diyordu. Bilinen fizik kurallarına göre eğer bir etki oluşucaksa, bu en fazla ışık hızıyla yayılmalıydı. Ancak kuantum fiziği, bu etkinin anında olacağını söylüyordu.  Einstein bunu kabul edemiyordu. Ne var ki, deneysel gözlemler kuantum fiziğini haklı çıkaracaktı.

Atomaltı dünyadaki bu ilginç gerçek Bill Bryson tarafından şöyle anlatılıyor:
...İki atomaltı parçacık belli bir çift oluşturduğunda, aralarında çok uzak mesafeler bulunsa bile, biri diğerinin ne yapmakta olduğunu anbean “bilebilirdi.” Kuantum kuramına göre, parçacıkların spin (fırıl) diye adlandırılan bir özelliği vardır. Bir parçacığın spinini belirlediğimiz an, kardeş parçacık ne kadar uzakta olursa olsun, anında ters yönde ve aynı hızla kendi ekseni etrafında dönmeye başlayacaktır.
Bu durum, bilim yazarı Lawrance Joseph’e göre, biri Ohio’ya öbürü Fiji’ye yerleştirilmiş, birbirinin tıpatıp aynı iki bilardo topuna benzetilebilir: Toplardan birine spin (bir tür fiziksel özellik) verdiğiniz an, öteki de aynı anda ters yönde ve tam tamına aynı hızla kendi ekseni etrafında dönmeye başlar. İşin ilginç yanı, bu fenomen 1997’de Cenevre Üniversitesi’ndeki fizikçilerin zıt yönlerde yaklaşık 11 kilometre uzaklığa fotonlar göndermeleri ve bunlardan biri üzerindeki müdahelenin diğerinde ani bir tepki doğurduğunu ortaya koymalarıyla kanıtlanmış oldu. 1

photon
Einstein’ın da yazarları arasında olduğu meşhur EPR makalesi beraber oluşturulan parçacıkların kimi özelliklerine dayanıyordu. Bu parçacıklar birbirinden ayrılsalar bile mucizevi olarak ortak bir karakter sergilerler.

Einstein’ın meşhur makalesindeki Kuantum Kuramı hakkındaki iddiaları mantık kurallarına ve bazı varsayımlara dayanıyordu. Kabulleri yanlış olduğu için çıkarımları da yanlıştı. O zaman için makale teorik bir tartışma konusu olarak kaldı. İlerleyen yıllarda ise çok ilginç bir gelişme yaşandı. CERN’de çalışan bir parçacık fizikçisi olan John Stewart Bell adlı bilim adamı, EPR makalesinden yola çıkarak, Kuantum Fiziği ile ona karşı öne sürülen Saklı Değişkenler Teorilerinin hangisinin doğru olduğunu karşılaştırmaya yarayan bir yol buldu. Öne sürdüğü deney düzenekleri ile en azından teorik düzeyde Kuantum fiziği ile gerçekçi bir dünya görüşüne dayanan Saklı Değişkenler Teorilerini karşılaştırmak mümkün oldu. Bu ikisinin sayısal olarak farklı neticeler vereceği deney düzenekleri önerdi. Bilim dünyasında büyük bir heyecanla karşılanan bu yaklaşım ilerleyen yıllarda gelişen teknoloji ile denenme imkanı buldu. İlginç olan, Bell bu tartışmada Einstein’ı haklı çıkarma isteği duyuyordu. Ancak gerçekler ise başka türlü söylüyordu. 1970’li yıllardan itibaren yapılan deneyler, Kuantum Fiziği’nin haklı olduğunu gösterdi. Özellikle 1982 senesinde meşhur fizikçi Alain Aspect tarafından Paris’de gerçekleştirilen detaylı deney, bir zamanlar için kimi materyalistler için ümit kapısı olan Saklı Değişkenler Teorilerinin yanlışlığını ispatladı. Bir kez daha Kuantum Fiziği galip çıkmıştı. Aspect deneyini detaylarıyla incelediği kitabında David Mermin şu yorumu yapıyor:
Bu (Aspect deneyi) Bell’in analizini gösteren kesin bir deneydir.  Kuantum teorisinin tahminlerini bir kaç yüzdelik orana kadar doğrulayarak EPR’nin gerçeklik kriterinin doğru olmadığını ortaya koymaktadır. 2

Bu deney fizik dünyasında büyük yankı uyandırdı. Derin şaşkınlık uyandırsa da bilimadamlarının ezici çoğunluğu kendiliğinden var olan madde görüşünü -yani materyalizmin en temel varsayımını- terk etmişlerdir. Deneyi değerlendiren fizikçi ve bilim yazarı John Gribbin bu gerçeği şu şekilde ifade eder:
Bohr ve mesai arkadaşları ikinci parçacığın konum ve momentumunun, ilk parçacığa ne yaparsanız yapın, ölçülene kadar hiçbir nesnel anlamının olmadığı bir gerçeklikte yaşayabiliyorlardı. Nesnel gerçeklik dünyasıyla kuantum dünyası arasında bir seçim yapılması gerekiyordu, buna şüphe yoktu. Fakat Einstein açık olan o iki seçenekten nesnel gerçekliğe bağlı kalıp Kopenhag yorumunu redderek çok küçük bir azınlık içinde kalıyordu.
Ne var ki Einstein dürüst adamdı, makul deneysel kanıtları kabul etmeye her zaman hazırdı. Eğer ömrü vefa etseydi, yakın zamanda gerçekleştirilmiş, sonuç itibariyle bir tür EPR etkisi denebilecek şeyle ilgili deneysel testler onu kesinlikle yanılmış olduğuna ikna ederdi. Nesnel gerçekliğin bizim temel evren tanımımızda hiçbir yeri yok, fakat uzaktan etki ya da nedensizliğin böyle bir yeri var. Bunun deneysel olarak doğrulanması o kadar önemli ki kitapta kendi başına ayrı bir bölümü hak ediyor. 3

bell
John Stewart Bell’in resmi. Henry Stapp gibi yüzyılımızın önde gelen bilim adamı John Stewart Bell’in meşhur Bell Teoremi olarak bilinen çalışmasını bilim tarihinin en büyük keşfi olarak adlandırmıştır. 4 Bell’in ortaya koyduğu deney düzenekleri ve hesaplar maddenin gerçeğinin bir algılar dünyası olduğunu bir kez daha kesin olarak ispatlanmasına olanak sağlamıştır. Henry Stapp’ın Bell’in çalışmasına bu kadar önem vermesinin sebebi, bu çalışmanın hayata bakışımızı değiştirecek çok önemli bir gerçeği ortaya çıkartmasıydı. Bell’in önerdiği düzenek neticesinde biliyoruz ki, tamamen metafizik bir dünyayla karşı karşıyayız.

Modern fizik, çevremizin atomlardan oluştuğunu söylüyor. Ancak, aynı zamanda atomların gözlem yapmadığımız sürece ( yani algımız dışında ) olmadığını da söylüyor. Demek ki metafizik bir dünya ile karşı karşıya oluşumuz bilimsel net bir bulgudur. Nitekim bu gerçeği fizikçi John Gribbin şu şekilde itiraf etmektedir:
Fakat büyük ölçekli dünyadaki her şey kuantum kurallarına uyan parçacıklardan yapılmıştır. Gerçek dediğimiz her şey gerçek olarak değerlendirilemeyecek şeylerden yapılmıştır... 5
Roger Penrose da EPR deneylerinin sonucunu şu şekilde itiraf etmektedir:
…Fakat EPR tipi deneylerin sergilediği yerelsizlik kavramı, dünyanın ‘gerçekçi’ bir tanımının yapılmasını şiddetle engellemektedir. 6

Understanding Quantum of Physics ( Kuantum Fiziğini Anlamak ) adlı kitabında Morrison maddenin algı düzeyinde yaratıldığı hakkındaki fizikçilerin itirafını şu sözleriyle belirtir:
Kendimizi gözlemlenen fenomenlerle ( olgulara ) sınırlandırdığımızda “ fenomenlerin arkasındaki gerçeklik nedir?” sorusundan kurtulduğumuza dikkat edin. Çoğu fizikçi buna “fenomenlerin ( olguların ) arkasında gerçeklik yoktur.” cevabını verir. 7

Modern fiziğin ulaştığı bu gerçekler maddenin algı düzeyinde yaratıldığının açık bir başka itirafıdır.

stapp
Meşhur bilim adamı Henry Stapp, Bell teoremini gerçekliğe dair bakışımızı derinden etkilediği için bilim tarihinin en önemli keşfi olarak adlandırmıştır.

 

aspect
Meşhur Aspect deneyinin yapıldığı labaratuvar. Bu deney materyalistler için son bir umut olan Saklı Değişkenler Teorisi’nin geçersizliğini ortaya koydu. Materyalist dünya görüşüne uygun olan Saklı Değişkenler Teorileri’nin bu deneylerle mümkün olmadığı ispatlanmıştır.

Kaynak

1 Hemen Her Şeyin Kısa Tarihi, Bill Bryson, Boyner Yayınları, Şubat 2005, 2.Baskı, Sayfa 129-130

2 Boojums all the way through: communicating science in an prosaic age / N. David Mermin, Cambridge University Press, 1990, p. 183
Metnin İngilizcesi:
“This is a precise realization of the experiment used above to illustrate Bell’s analysis, and the fact that the experiment confirmed the quantum-theoretical predictions to within a few percent establishes that the EPR reality criterion is not valid.”

3 John Gribbin, Schrödinger’in Kedisi’nin Peşinde Kuantum Fiziği ve Gerçeklik, Metis Yayınları, Mayıs 2005, Sayfa 189, 190

5 John Gribbin, Schrödinger’in Kedisi’nin Peşinde Kuantum Fiziği ve Gerçeklik, Metis Yayınları, Mayıs 2005, Sayfa 218

6 The Emperor’s New Mind – Concerning Computers, Minds, and The Laws of Physics, Türkçe Çevirisi: Fiziğin Gizemi - Kralın Yeni Usu 2 Roger Penrose, Tübitak Yayınları, 9. Basım, Aralık 2003, Sayfa 184

7 Understanding Quantum Physics, A User’s Manual, Michael A Morrison, Prentice-Hall Inc. , Sayfa 41
Metnin İngilizcesi:
Notice that by restricting ourselves to observed phenomena, we are dodging the question “what is the nature of the reality behind the phenomena?” Many quantum physicists answer, “there is no reality behind phenomena.”