Katalog

TARTIŞMAEDİTÖRE MEKTUP Kuantum tekinsizliği: Tümü sizin zihninizde.... Kuantum kuramının yeni bir versiyonu, mikroskopik dünyanın garip paradokslarını bir tarafa atar. Sonuç? Kuantum bilgisi sadece sizin hayalinizde kalır. Kısaca; • Kuantum mekaniği tuhaf paradokslarla dolu son derece başarılı bir kuramdır. Yeni geliştirilen ve Kuantum Bayesianizm (ya da QBizm) denilen bir modeli, kuantum kuramını olasılık kuramı ile birleştirerek paradoksları ortadan kaldırmayı veya onları daha zararsız bir hale getirmeyi amaçlar. • QBizm kuantum paradokslarının kalbindeki şeyi dalga fonksiyonunu – yeniden ortaya koyar. Bilim adamları dalga fonksiyonunu bir taneciğin bir yerde bulunma olasılığı gibi bazı özelliklerinin bulunması için kullanır. Ancak, fizikçilerin dalga fonksiyonunun gerçek olmasını 2001 yılında bir araştırmacı takımı, kuantum paradokslarını ortadan kaldıracak veya onları daha az tehlikeli bir hale sokacak bir model geliştirmeye başladılar. Kuantum Bayesiyanizm, ya da kısaca QBizm denilen bu model, kuantum tekinsizliğinin kalbindeki varlığı yeniden tasarlar. Kuantum mekaniğinin konvensiyonal görünümünde bir cisim, örneğin bir elektron, onun dalga fonksiyonu ile belirtilir. Bu matematik ifade cismin özelliklerini belirtir. Elektronun nasıl davranacağını açıklamak isterseniz, onun dalga fonksiyonunun zaman içindeki durumunu hesaplamanız gerekir. Bu hesap sonucu size elektronun bazı özelliklerinin olasılığını bildirecektir (bir yerde bulunup bir başka yerde olmadığı gibi). Ancak problem, fizikçilerin dalga fonksiyonunun gerçek olduğunu varsaymaları ile başlar. Kuantum kuramı ile olasılık kuramını birleştiren QBizm, dalga fonksiyonunun objektif bir gerçek olmadığını bildirir. Bunun yerine QBizm dalga fonksiyonunun, kullanıcının çevresindeki dünya hakkında daha doğru kararlar verebilmek için matematiksel bir alet olduğunu ileri sürer. Daha özel bir deyimle, kullanıcı, bir kuantum sisteminin özgül bir özelliği olarak. dalga fonksiyonunu kendisinin kişisel inancı gibi kullanır. Çünkü, kullanıcının kendi seçimleri ve hareketleri sistemi belirsiz bir şekilde etkilemektedir. Dünyayı açıklayan bir dalga fonksiyonunu bulan kişi yerinde çalışan bir başka gözlemci, ayni kuantum sistemi üzerinde tamamen değişik kararlar verebilir. Bir sistem – bir olay – gözlemci sayısı kadar farklı dalga fonksiyonlarına sahiptir. Gözlemcilerin yeni kazanılan bilgileri dikkata alarak ve birbirleri ile haberleşerek kendilerine özgü dalga fonksiyonlarını değiştirmeleri ile, birleşik bir görüş ortaya çıkar. QBizme yeni katılan Cornell Üniversitesi kuramsal fizikçisi N. David Mermin, böyle bakıldığında, dalga fonksiyonunun “bulabildiğimiz en güçlü abstraksiyon olduğu görülür” diyor. Dalga fonksiyonunun gerçek olmadığı görüşü 1930’lu yıllarda kuantum mekaniğinin kurucularından Niels Bohr’a kadar gider. Bohr kuantum kuramının “tamamen sembolik” formalizmini sadece bir hesaplama sistemi olarak dikkate aldı. QBizm Bohr’un iddialarına matematiksel bir yapı veren ilk modeldir. Kuantum kuramını Bayesiyen istatistikle birlikte eriten 200 yıllık bir disiplin “olasılığı sübjektif inanç” olarak tanımlar. Bayesiyen istatistikler ayni zamanda, yeni bilgiler ışığında, sübjektif inançların formal matematiksel kurallarını verir. QBizm taraftarları, dalga fonksiyonunu Bayesiyen istatistik kuralları ile sübjektif bir inanç gibi yorumlayarak, kuantum mekaniğinin gizemli paradokslarının ortadan kalkacağını söylüyorlar. Yeniden elektronu dikkate alalım. Elektronu her CBT 1424 18 /18 Temmuz 2014 varsaymaları ile paradokslar ortaya çıkar. • QBizm dalga fonksiyonunun sadece matematiksel bir alet olduğunu ileri sürer. Gözleyicinin kendi şahsi inancını bir kuantum sisteminin özgül bir özelliği olarak kullanması şeklinde ifade eder. Bu anlamda, dalga fonksiyonu ortada yoktur. Bunun yerine bir şahsın sübjektif zihin halini yansıtmaktadır. Atomaltı’dan astronomik boyutlara kadar maddenin davranışı üzerindeki kusursuz hesaplama olanakları sağladığı için kuantum mekaniğinin bütün fiziksel bilimlerin en başarılı kuramı olduğu biliniyor. Aynı zamanda en büyülüsü. Kuantum dünyasında, tanecikler aynı zamanda iki yerde görünürler, bilginin ışık hızından daha hızlı hareket ettiği görülür, kediler aynı zamanda ölü ve canlıdır. Fizikçiler kuantum dünyasının zahiri paradoksları ile, fazla bir ilerleme kaydetmeden, doksan yıldır uğraşıyorlar. Gerçekleri genel entelektüel alanla örtüşen, evrim ve kozmolojiden farklı olarak, kuantum kuramının (hatta birçok fizikçiler tarafından) tuhaf bir anomali gösterdiği, bir takım cihazları kurmakta güçlü bir reçete kitabı sağladığı, fakat başka bir işe yaramadığı kabul ediliyor. Kuantum kuramının anlamı ile ilgili olan derin karmaşa derin şeyleri algılayışımızla ilgili yakıt olmaya devam ederken, bize dünya hakkında acilen söylemek istediği aslında gündelik yaşamla bağdaşmamakta ve madde ile de bir ilişkisi bulunmamaktadır. GERÇEK OLMAYAN KUANTUM aradığımızda onun belirli bir yerde bunduğunu biliyoruz. Ama bakmadığımızda, elektronun dalga fonksiyonu dağılır, bu da elektronun ayni zamanda çok farklı yerlerde olabileceğini gösterir. Şimdi yeni bir ölçü yapalım. Elektronun geri dönerek ilk yerinde olduğunu görürüz. Standart düşünce yoluna göre, gözlem dalga fonksiyonunun ani olarak “çökerek” tek tanecik konumuna dönmesine yol açar. Göçme hep aynı yerde ve kesin olarak ayni zamanda gerçekleştiğinden, yerellik ilkesini bozmuş görünür – bir eşya üzerindeki herhangi bir değişiklik onun yakın çevresindeki bir başka eşya tarafından yapılması fikrini zedeler. Bu ise, Albert Einstein’ın “uzaktan hayali bir etki” bilmecesini anımsatır. Kuantum mekaniğinin gelişmesinin ilk günlerinden beri fizikçiler dalga fonksiyonunun çökmesinin paradoks niteliğinde olduğunu görerek kuramın geleceğinden endişeye düştüler. Kuramın güç gizemleri fizikçileri kuantum kuramının alternatif çeşitlerini geliştirmeye yöneltti. Kısmen başarılı oldular. Şimdi QBizm paradoks olmadığını söylüyor. Dalga fonksiyonunun göçmesi, gözleyicinin sadece ani ve kesintili olarak yeni bilgilere dayanan olasılık hesaplarını gözden geçirirken yaptığı yanlışa dayanır. Bu işlem, bir doktorun bir kanser hastasının yeni bir CT skanını incelemesine benzer. Kuantum sistemi tuhaf ve açıklanamaz değişimlere uğramamış, gözlemcini seçtiği dalga fonksiyonundaki değişim kişisel beklentileri karşılayacak düzeydedir. Bu tür düşünceyi meşhur Schrödinger’in kedisi paradoksuna uygulayabiliriz. Kuantum fizikçisi Erwin Schrödinger içinde canlı bir kedi bulunan kapalı bir kutu tasarladı. Bu kutuda bir zehirli kapsül içeren cam kapsül ve radyoaktif bir atom var. Atom parçalanırsa . bir çekiç darbesi ile cam kap kırılıyor. Zehir serbest kalıp kediyi öldürüyor. Atom parçalanmazsa, kedi yaşıyor. Şimdi kutunun içine bakmadan deneyi yapıyoruz. Bir saat geçtikten sonra, geleneksel kuantum kuramına göre atomun dalga fonksiyonu, parçalanmış ve parçalanmamış gibi iki durumun üst üste bindirilmiş halini gösterir. Ancak, siz henüz kutunun içindekini henüz gözlemediğiniz için üstüste bindirilmiş durum devam etmektedir. Çekiç de zehir içeren kap gibi üst üste bindirilmiş durumdadır. Ve en tuhaf olanı ise, Standart kuantum mekaniksel formalizme göre kedi de üst üste binmiş bir durumdadır. Ayni zamanda hem ölü hem de canlı durumundadır. Dalga fonksiyonunun kutu içindeki kedinin objektif bir özelliği oluşu yerine, gözlemcinin kendine mahsus (sübjektif) özelliği olduğunda direnerek, QBizm bilmeceyi ortadan kaldırmıştır. Kurama göre kuşkusuz kedi canlı veya ölüdür (her ikisi olamaz). Dalga fonksiyonunun canlı veya ölünün üst üste binmiş durumunu gösterdiği kuşkusuzdur, ancak bir dalga fonksiyonu sadece gözlemcinin inancının açıklanmasından ibarettir. Kedinin gerçekten aynı zamanda canlı ve ölü olduğunu söylemek, bir beyzbol tutkununun Yanki’lerin sonucu bildiren tahtadaki durumu görünceye kadar, üst üste bindirilmiş durumda kazandı veya kaybetti konumunda olduğunu söylemesine benzer. Birinin zihnindeki kişisel durumun dünyaca kabul edilebileceği, saçmalık ve süpermanyak bir aldatmacadır. Mermin şöyle diyor: Paradoksları ortadan kaldırarak Qbizm’in fizikçilere kuantum kuramının gerçekten temel yönlerine dönmelerini sağlayarak yardım ettiğini ve onlara “gerçekdışı bilmecelerle saçma sorular sorarak vakit geçirmelerini önlemelerini bildiriyor. Yazının İkinci Bölümü, gelecek.. Yazan: Hans Christian von Baeyer, Kaynak: Scientific American (June 2003) 308, 4650. Çeviren: Prof. Dr. Bahattin M. Baysal, Boğaziçi Üniversitesi, [email protected]