Modern Fizik İşığında Kâinat-1(Tesadüf Ve Kuantum Dünyası)

Kuantum fiziginin post-modern yorumuna farkli bir yorum getiren guzel bir yazi Uzun ancak okursaniz bilinen kuantumun bilinmeyen yonlerinin de oldugunu anlayabilirsiniz

Modern Fizik Işığında Kâinat-1(Tesadüf Ve Kuantum Dünyası)

"Kâinatın en anlaşılamayan yanı, anlaşılabilir olmasıdır" der, Einstein Bu sözle, alışageldiğimiz, sebebini hiç kurcalamadığımız şeylerden dolayı zihnimizde oluşan ülfet perdesini aralamak ve etrafımızda cereyan eden hâdiselerin fısıldadığı sonsuz hikmetin mevcudiyetini bizlere duyurmak istemektedir Çünkü kâinatta işleyen nizâmın mükemmelliği, bu mükemmelliğin herkes tarafından açıkça görülmesine engel teşkil edebilecek derecededir Aynen yıllarca kolumuzda taşıdığımız bir saatin işleyişindeki kusursuzluğun, ancak saat durduğunda farkına varmamız gibi

Her şeyi maddi varlıkların birbiriyle karşılıklı münasebeti ve hareketi cinsinden açıklamaya çalışan Newton mekaniğinin oluşturduğu dünya görüşüne göre kâinat, kusursuz işleyen bir saate benzetilebilirdi Olayların sebep-sonuç münasebeti içinde birbiriyle bağlı olması, bu ilişkinin kanunlarını bildiğimizde, hadiseleri vukuundan evvel büyük bir hassasiyetle tahmin etmemize imkân tanımaktaydı Böylelikle gelecekteki Ay ve Güneş tutulmalarının zamanı, matematik lisanıyla belirlenebiliyor, hatta bir uydunun yörüngeye oturtulması için ne kadar yakıt ve hangi hızla fırlatılması gerektiği hesaplanabiliyordu

Klasik fiziğin yaptığı tahminlerin (ön görü), deneylerle çok iyi bir uyuşma içinde olması, kâinattaki olayların rasgele olmayıp, matematik bir düzen ve hiç bozulmayan bir ahenk içinde cereyan ettiğine işaret etmesine rağmen, bu nizamın zihnimizdeki formülasyonu olan “tabiat kanunları”na harici bir vücud giydirilerek, bu itibari kavramların kâinatı idare etme mevkiine yükseltilmesine sebep oldu

Halbuki eşyanın var oluşu ve varlığını devam ettirme şekli bakımından sonsuz ihtimal mevcutken, bunlardan yalnızca bir tanesine göre davranması, yani mevcut fizik kanunlarına uygun hareket etmesi, bütün varlıkların, her an bu sonsuz alternatif hareket biçiminden bir tanesini tercih edip vuku bulduran sonsuz irade ve kudret sahibi bir Kadir-i Mutlak tarafından idare edildiğini gözler önüne sermektedir

Ancak Allah (cc), varlıkları ve fiilleri “âdetullah” diye tabir edilen külli ve değişmez kanunlara göre yarattığından, aynı sebepler aynı sonuçlar tarafından takip edilmekte ve bunun sürekliliği bizde ülfet ve alışkanlık meydana getirmektedir Bunun neticesinde ise, zamanla “neticelerin”“sebepler” tarafından oluşturulduğu zannı yaygınlık kazanmaktadır “Nedensellik” veya “sebep-netice münasebeti” adıyla anılan bu fenomen (olgu), klasik fiziğin tabiat hadiselerini modellemekteki başarısı yüzünden, bilimin olmazsa olmaz bir varsayımı (ön kabulü) haline gelmişti Fakat bu münasebetin mutlak manada kabullenilmesi, meşiet-i İlahiyenin (Allah’ın dilemesi) hesaba katılmaması veya (külli kanunların tazyikinden feryat eden) bazen fertlere yapılan hususî iltifatların dışlanması anlamına geldiğinden, bir bakıma statükocu bir idare tarzını ve tamamen mekanik bir işleyişi netice vermekteydi (Doğrusunu ancak Allah bilir)

Bugün ise, kâinat hakkındaki anlayışımız, klasik mekaniğin bize sunduğu “saat” modelinden çok uzaklaşmış bulunuyor Bilimin açtığı pencereden kâinata bakışımızı bu kadar farklılaştıran gelişmelerin ilk tohumu, 1900 yılında Max Planck’ın yayınladığı bir makale ile atılmıştı

Ortaya atılan iddianın niçin bu kadar önem taşıdığını anlamak için yüzyılımızın başında fizik biliminin durumuna bir göz atmamız gerekiyor: Newton’un geliştirdiği ve kanunlarını bir sistem halinde ortaya koyduğu klasik mekanik, yaklaşık üç yüz yıldan beri giderek daha hassas hale gelen deneylerde doğrulanmış ve top mermilerinden gezegenlerin yörüngelerine kadar, pek çok hareketin nasıl cereyan ettiğini anlayıp formüle etmemizi sağlamıştı Bunun yanında Maxwell tarafımdan matematiksel bir bütünlüğe kavuşturulan elektromanyetik kanunlarıyla ışığın yayılmasından yüklü parçacıkların hareketine, oradan elektrik motoru ve jeneratörlerine kadar birçok olayın mekanizması anlaşılmış, pek çok uygulamaya da zemin hazırlanmıştı Hatta bu gelişmeler karşısında fazlaca şaşkına dönen birçok bilim adamı, artık fiziğin bittiğini, bundan sonra yapılacak şeyin daha hassas ölçümler almak Olduğunu savunmaya başlamıştı İşte tam bu sıralarda, Planck’ın ‘karacisim ışıması’ üzerine yaptığı teorik çalışması yayınlandı Bu çalışmada Planck, ısıtılan bir cismin nasıl ışık yaydığını açıklayabilmek için, ışıma yapan atomların (veya moleküllerin) belli enerji seviyelerine sahip Olduğu, bundan dolayı da yalnızca 1,2,3, birimlik enerji “paketçikleri” halinde ışıma yapabildikleri varsayımını ortaya koymaktaydı Esasında uğraşılan problem, meşhur bir problemdi; birçok ünlü fizikçi klasik elektromanyetik teoriyle bu ışıma olayını modellemeye çalışmış, fakat başarılı olamamıştı Çünkü yayılan enerjinin, o zamana kadar klasik fizikte her fiziki büyüklük için düşünüldüğü gibi “sürekli”, yani her değeri alabilen bir tarzda düşünülmesi, bu durumda deneylerle uyuşmadığı gibi, kabul edilmesi imkânsız çelişkilere yol açıyordu Planck, kendi deyişiyle bu problem üzerinde tam altı yıl uğraşmış ve çareyi klasik fiziğin en temel kabullerinden biri olan süreklilik kavramından vazgeçmekte bulmuştu Gerçekten de Planck’ın sonuçları, yapılan deneylerle tıpatıp uyuşuyordu ve bu makale fizikte “Kuantum Fiziği” adıyla anılan yepyeni bir çağın başlamasına öncülük etmekteydi

Tabii ki her büyük oluşumun başlangıcında görüldüğü gibi, ilk adımlar o zaman da çok ilgi çekmemiş ve kabul görmemişti Hatta Planek dahi, yaptığı varsayım klasik fiziğe tamamen yabancı Olduğu için, yaklaşımını, ışıma problemini çözmek için kullandığı matematiksel bir numara (veya hile) olarak kabul ediyordu Buna rağmen 1905 yılında A Einstein, ışığın da aynen Planck’ın öne sürdüğü gibi belli büyüklükte enerji paketçikleri halinde var olduğunu varsayarak klasik ışık teorileriyle açıklanamayan fotoelektrik olayına, yani bir metalin üzerine düşürülen ışığın oradan elektron koparması hadisesine açıklık getiren bir makale yayınladı Bu makalede anlatılan ışık modelinin, fotoelektrik olayıyla ilgili yapılmış deneylerde gözlenen bütün gerçeklerle uyuşması, Einstein’a Nobel Ödülü’nü kazandırdı (Einstein’ın meşhur ‘İzafiyet Teorisi”nden dolayı Nobel almadığını burada hatırlatalım) Fakat makalenin yayınlandığı yıllarda çoğu fizikçi bu düşünceleri pek tutarlı bulmuyordu Çünkü ışığın çeşitli frekanslarda titreşen bir elektromanyetik dalga Olduğu, daha 19 yüzyılda teorik olarak ortaya konmuş ve yapılan pek çok deneyle ispatlanmıştı

Birbiriyle tamamen çelişkili gibi gözükmesine rağmen deneylerle gösterilmiş birçok gerçek ve bu gerçekleri açıklamaya çalışan oldukça zıt teorilerin bir arada bulunması, 20 yüzyılın başlarında klasik fiziğin geçireceği sarsıntıların habercileriydi Ancak, şimdiye kadar ayrıntı gibi görünen birtakım fiziki olayların yanında, 1910 yılında Rutherfordyaptığı tarihi bir deneyle, çok temel bir problemi klasik fiziğin karşısına çıkardı Bu deneyde Rutherford, altın atomlarından meydana gelmiş çok ince bir tabakayı, yüksek enerjili parçacıklarla bombardıman ederek, atomların kendi boyutlarına göre çok çok küçük pozitif yüklü çekirdekler ihtiva ettiğini keşfetmişti Böylelikle atomların, merkezde çok küçük pozitif yüklü bir çekirdek ve bu çekirdek etrafında hareket eden negatif yüklü elektronlardan oluştuğu anlaşılmış oldu Ancak etrafımızdaki bütün maddi varlıkların yapıtaşı olarak kabul edilen atomlar, klasik fiziğe göre kararsız olmak zorundaydı Çünkü klasik fizikteki kavramları ve düşünce tarzını atomlara uyguladığımızda, yani elektronları çekirdek etrafında dönen parçacıklar gibi düşündüğümüzde (halen yaygın olan yanlış kanaate göre atomun Güneş Sistemi’nin küçük bir modeline benzetilmesi gibi) elektronların, sürekli enerji kaybederek çok kısa zamanda (saniyenin milyarda birinden daha az) çekirdeğe düşmeleri kaçınılmaz bir sonuç olarak karşımıza çıkıyordu Bunun sebebi de, elektronların ivmeli hareket yapan yüklü parçacıklar olmalarından dolayı, sürekli ışıma yaparak etraflarına enerji yaymalarının beklenmesiydi İvmelenen yüklerin yaydığı ışıma enerjisinin değeri yıllar önce hesaplanmış, hatta bu prensiple bugün her yere ulaşan radyo haberleşmesinin temelleri atılmıştı

Atomlar aslında gerçekten de ışıma yapıyorlardı Fakat bu olay, ancak dışarıdan çeşitli yollarla yapılan uyarmalardan sonra ve sadece belli enerjilerde (yani dalga boylarında) gerçekleşiyordu Einstein’ın ifade ettiği gibi, her farklı renk ışık, dalga boyuyla ters orantılı olacak değişen enerji paketçiklerinden oluşmaktadır Planck sabiti (h)’nin çok küçük olmasından dolayı, bu paketçiklerin enerjisi de çok çok küçüktür Meselâ normal bir lamba, saniyede “foton” denilen bu ışık paketçiklerinden yaklaşık 1020 tane yaymaktadır İşte bu fotonların her biri, uyarılmış atom ya da moleküllerin normal (fizikte “temel durum”) durumlarına geçerken yaratılmaktadır Dolayısıyla etrafımızdaki nesneleri görmemizi sağlayan ve hayatımızın temel taşlarından biri olan ışık da, atomların, bilhassa elektronların birtakım hareketleri neticesi oluşmaktaydı ve bu boyuttaki hadiseler, günlük hayatta karşılaştığımız olayların pek çoğunu büyük bir başarıyla açıklayan klasik fiziğin araç ve gereçleriyle açıklanamıyordu

Bu yıllarda (1910-1925) genel anlayışa ters ve bilinen kavramlarla anlaşılamayan olguların çokluğu ve karmaşıklığı karşısında fiziğin içine düştüğü durum, sonraki yıllarda elementlerin yapısını ve özelliklerini anlamamıza temel oluşturacak “Dışarlama Prensibi”ni keşfedecek olan W Pauli'ye fizikçi olmak yerine şarkıcı ya da kumarbaz olmayı tercih edeceğini söyletecekti Gerçekten de eldeki deney sonuçlarını uyumlu bir şekilde açıklayabilmek için, o zamana kadar hiç mevzubahis olmamış yepyeni metotlar ve fiziki hâdiselere bakışta kökten bir değişim gerekmekteydi Böylesine çaplı ve köklü bir değişim, öğrencilik yıllarında hocaları tarafından, her konunun özüyle ilgilenip ayrıntılarda kaybolmayan, büyük ilgi, konsantrasyon ve hırs sahibi bir kişi olarak tanımlanan 24 yaşındaki genç bir fizikçi tarafından gerçekleştirildi:Werner Heisenberg Pek çok tecrübeli fizikçinin yıllar süren uğraşlarına rağmen başaramadıkları bir işte, çok genç bir dimağın söz sahibi olması, belki de gençliğinde Kant, Eflatun vb büyük düşünürleri okuyarak geliştirdiği sorgulayıcı ve eleştirel bakış açısını, zamanın büyük fizikçilerinden edindiği doğru bilgilerle destekleyerek yaptığı cesur atılımlarla açıklanabilir Tabii ki, doğuştan gelen Allah vergisi bir zekânın, tamamen dikkat kesilerek aralıksız sürdürdüğü çalışmasıyla bu sonuca ulaşılabilmişti Heisenberg sadece, büyük kayaların tepesine çıkıp şiir okumak için ara verdiği çalışmasının sonunu şöyle anlatıyor: “Hesaplamalar sona erip problemin çözümü önümde belirdiğinde saat gece üç civarıydı Önce çok derin bir şok geçirdim O kadar heyecanlanmıştım ki uyumak aklımın ucundan bile geçmedi Öylece evden çıktım Ve bir kayanın üstünde güneşin doğmasını bekledim”

Az sonra bahsedeceğimiz, kuantum fiziğinin diğer kurucuları gibi, Heisenberg de aslında bir filozof-fizikçi idi Onun atomik olayları yorumlayabilmek için kabul ettiği ve savunduğu felsefesi şöyleydi: “Fiziksel olayları anlatmak için kullandığımız dil, klasik fizikte başarılı olsa da, atomun içinde veya civarında cereyan eden olayları tarif etmek için yetersiz kalmaktadır Bundan dolayı biz, bir kuantum sisteminde (meselâ bir atom) belli bir ölçüm yaptıktan sonra, edindiğimiz bilgiyi kullanarak, ancak bir sonraki ölçümümüzde ne gibi sonuçlar bulabileceğimizi söyleyen bir teoriye sahip olabiliriz Fakat bu iki ölçüm arasında geçen olaylar hakkında herhangi bir şey söyleyebilmemiz mümkün değildir”

Heisenberg’i böylesi bir düşünceye iten şey, gözlenen kuantizasyon (ışıkta ve atomların enerjilerinde görülen süreksizlik, kesiklilik) olaylarını açıklayan bir fiziki teori oluşturabilmek için kullandığı matematiğe ait araçların, o zamana kadar hiç kullanılmamış tamamen soyut kavramlar olmasından kaynaklanıyordu Klasik fizikte, bir cismin konumu, hızı, vs gibi, sahip olduğu fiziki büyüklüklere normal bildiğimiz sayılarla değer verilirken (meselâ X=l23, V =112 m/s gibi) (Heisenberg’in) kuantum mekaniğinde bu büyüklükler sonsuz boyutlu nxn’lik matrislerle (matematiksel bir nesne) ifade ediliyordu Dolayısıyla bu soyut nesnelerin günlük konuşma dilinde bir karşılığı olmadığı için, ifade ettikleri fiziki büyüklükleri de klasik anlayışımızla tarif etmemiz mümkün değildi Ancak bir fiziki büyüklüğü ölçtüğümüz zaman, onun değeri bir sayıyla ifade edilebiliyor ve anlamlandırılabiliyordu Tabii bu bakış açısı, “ölçüm” hadisesine fiziki dünyada çok özel bir konum kazandırıyor ve klasik fiziktekinin aksine, ölçüm olayını ilk defa bir fizik teorisinin denklemleri (veya aksiyomları) arasına sokuyordu

Aynı yıllarda, Heisenberg’ten bağımsız olarak başka bir fizikçi, Erwin Schrodinger,çok farklı bir çıkış noktası yakalayarak atomik olayları açıklama atılımı gösterdi İki sene önce De Broglie’nin ortaya attığı madde dalgalar’ hipotezinden ilham alan Schrodinger, tüm parçacıkların hareketinin hesaplanabileceği bir ‘dalga mekaniği’ oluşturdu Madde dalgaları hipoteziyle be Broglie, atomların kararlılığının, dalgaboyunun tam katlarının sığdığı uygun yörüngelerin oluşumuyla açıklanabileceğini savunuyordu (Şekil-1) Schrodinger de, herhangi bir kuvvet etkisi altında bu dalgaların nasıl oluşacağını ve gelişeceğini veren bir teori geliştirdi Ancak temel problem, herkesin farklı düşüncelere sahip olduğu bu garip ve orijinal “madde dalgaları”nın veya “maddeye eşlik eden dalgalar” in gerçekte ne olduğuydu

Klasik fizikte dalgalar çok farklı durumlarda ve çok değişik titreşimleri tanımlamakta kullanılmaktadır Fakat her durumda, dalganın ifade ettiği veya karşılık geldiği fiziki büyüklük farklıdır Mesela en basit örnek olan su dalgalarında dalga, su yüzeyinin yüksekliğinin nasıl değiştiğini anlatırken, ses dalgalarında havadaki gaz moleküllerinin sıkışıp seyrelmelerine karşılık gelmektedir Yani bir dalga hareketi, belli bir fiziki büyüklüğün (yükseklik, yoğunluk, basınç gibi) konumla ve zamanla periyodik olarak değişmesi anlamına gelmektedir Dolayısıyla maddenin dalga özelliği göstermesi, denizdeki dalgalar gibi eğri bir yol izlemesi değil, madde- ye ait bir(takım) fiziki büyüklüğün zamanla ve(ya) konumla artıp azalmasıdır Şimdi kuantum fiziğinde dalgaya benzer olarak neyin artıp azaldığı sorusuna dönelim Aslında Schrodinger, teorisindeki dalgaların, genliğinin karesinin (belli bir noktada- ki şiddeti, büyüklüğü) elektron yüküyle çarpılarak, uzayın herhangi bir yerindeki yük yoğunluğunu veren gerçek bir fiziki büyüklük olmasını istiyordu Fakat elektron yüküyle çarpılmadığı zaman, bu dalga (genliği) bir şey ifade etmediği gibi aynen Heisenberg’in matrisleri gibi tamamen soyut matematiğe ait nesneler içeriyordu Mesela karesi (-1) olan sanal (hayali) sayılar, n-boyutlu (6, 9, elektron sayısının üç katı kadar) uzaylar, Schrodinger’in denkleminde yer aldığı için, bu dalganın gerçek bir fiziki büyüklüğe karşılık gelmesi pek tutarlı görülmüyordu Sonunda, Max Born adında bir fizikçi, bu dalgalanrn şiddetinin ancak bir parçacığın belli bir konumda (ve zamanda) bulunma “ihtimalini” verebileceğini, kesinlikle gerçek (somut) bir nesne olarak algılanmaması gerektiğini, belki bizim parçacığın durumu hakkındaki “bilgimizi” yansıtan soyut bir araç olarak kabul edilmesinin zorunluluğunu savunan bir makale yayınladı Böylece Schrodinger’in dalga mekaniği de, Heisenberg’in matris mekaniği gibi klasik fiziğe zıt bir yapı kazanmış oldu Zaten Schrodinger, kendi teorisinin Heisenberg’inkiyle matematik açısından özdeş olduğunu göstermiş, böylece fiziki olarak daha tanıdık ve anlaşılır olan kendi teorisinin, aynı sonuçları paradokslara düşmeden, klasik kavramlarla açıklayabildiğini vurgulamak istemişti Fakat Bom’un “ihtimal” yorumu ortaya çıkınca, aynı belirsizlikler tekrar günyüzüne çıkmıştı

Heisenberg’in fizikte ve bilim felsefesinde yeni bakış açılarına sebep olan “Kuantum sistemi ve teorisi”, her şeyi maddede gören materyalist ve pozitivist anlayışlarda büyük sarsıntılara yol açmıştır Madde, madde ötesi, enerji, varlık ve yokluk kavramlarının ilahi kaynaklara daha uygun yorumlarının yapılması ve birçok fizikçinin ciddi şekilde vicdan muhasebesine ve Allah’a yönelmelerine vesile olan “Kuantum Fiziği”hakkında bilinen araştırmalar dergimizin hacmini aştığından, gelecek sayıda devam etmek ümidiyle

Alintidir (Salih Adem)

Not: Salih Adem dunya fizik olimpiyatinda iki kez derece almis ve Tasavvuf ile Kuantumu ayni potada eritmeyi basarmis, akademik kariyeri muazzam we bilim-teknik dergisine kapak olmus 4 insandan biridir Okumaniz we faydalanmaniz dilegiyle

Saygilar