Kuantum'u Anlamak

Kuantum teorisini anlamak en sade ve pratik şekliyle çok kısaca tanımlamak, mümkün müdür? derseniz, evet mümkündür deriz ve bu teoriyi olabildiğince sade kavramak, günlük yaşamda kullanır ve düşünür hale getirmek için kısa, öz ve en pratik haliyle şöyle sıralayabiliriz


1 Temelde kuantum teorisi aynı anda hem dalga hem parçacık olmayı içinde barındırır Bu onun en özgün ifade şeklidir

2 Fakat ölçmeye veya gözlemlemeye kalkarsanız ya dalgayı ya da parçacığı bulursunuz İkisi aynı anda saptanamazlar!

3 Dalga ve parçacığı aynı anda net bir şekilde saptayamama durumu, Heisenberg’in ünlü belirsizlik İlkesinin özüdür

Bu olgu, tıpkı koca bir kazan çorba içindeki şeyler gibi, hiçbir şeyin sabit ve tam ölçülemediği, belirsizliğin hayaletvari bir etki yarattığı, kolay kolay anlaşılamayacak olma olgusunu taşıyan bir yapıya sahiptir ve Newtoncu determinizmdeki her şeyin sabit, belirli ve ölçülebilir olma olgusunun yerine geçmiştir

4 Bu durumda ya elektron parçacık konumundaysa onun kesin durumunu, ya da dalga konumundaysa momentumunu (hızını) ölçebiliriz Kuantum teorisinde gerçeklikle ilgili her şey bir olasılıktır ve öyle kalmaya da mahkumdur

Örnek: Dalgınlık anlarımızda birbirine bağlı birçok his ve bazen de görüntü oluşur, bunların ayırımına varamayız, öylesine geçerler Gözümüz dalmıştır sanki Bir düşünceye odaklandığımızda ise yalnızca o düşünce oluruz Bir yandan düşünüp bir yandan dalmamız mümkün değildir İşte düşünmeye başladığımız anda dalga hareketi çöküşe uğrar gibi

5 Elektronların çoğu ve atom altı varlıklar ne tam anlamıyla parçacık, ne de dalgadırlar Onlara daha muğlak bir tanımla “dalga paketi” diyebiliriz

6 “Tamamlayıcılık Prensibi”nde, varlığın iki türlü tanımı da birbirini tamamlar ve “tek bir dalga paketinden” çıkmış olur Temel varlığın şu ya da bu şekilde görülmesi koşulların tümüne bağlıdır (Herhangi birinin o varlığa bakıyor olup olmadığı, ne zaman ve niçin baktığı gibi koşullar dalga veya parçacık şeklinde görünmeyi etkileyecektir)

Sir WBragg, “Temel parçacıklar, pazartesi, çarşamba ve cumaları dalga, Salı, Perşembe ve cumartesileri parçacık gibi görünüyorlar” diyerek şaşkınlığımızı zarif bir espriyle tanımlar Bu teori gerçekten de çok şaşırtıcı etkilere sahiptir ve evreni bildiğimizi sandığımız evren olmaktan tamamen çıkarmaktadır

7 Hem dalga hem de parçacık aynı derecede varlığın temel unsurudur; yani her biri maddenin beliriş yollarından biridir ve maddeyi birlikte oluşturur

8 Kuantum kuramı; hareketi, kesintiye uğramış bir dizi sıçrama diye tanımlar Bu onun fizikte yapmış olduğu en belirgin kavramsal değişikliktir

Max Planck, tüm enerjinin bir spektrum içinde akımlar halinde sürekli akmayıp, “kuanta” denilen paketler içinde ışınlar yaydığını buldu Niels Bohr ise elektronların, süreksiz kuantum sıçramaları şeklinde bir enerji durumundan diğerine atladıklarını gösterdi

Film şeridindeki karelerin sunuluşundaki ardı ardına sıralanış, yukarıdaki ifadeyi andırmaktadır Atom altı parçacıklar belki daha doğal gelen bir sıralanış içindeki planı yok sayıp 2-3 sonraki kareye sıçrıyor olabilirler

9 Bu kesintili yolda “gerçekliğin” sabit bir edimsellikten değil, bilebileceğimiz bir takım edimsellik olasılıklarından ibaret olduğu dünyada, bir parçacığın hareketini ne kadar derinden incelerseniz o denli anlaşılması zor hale gelir “Anlaşılmazlık” kuantum hareketinin en büyük sorunudur; daha büyük sorun ise bütün o kayıp olasılıkların nereye gittiğidir!

10 Doğanın türlü olasılıklarından biri hangi aşamada ve niçin, kendini “gerçek şeyler” dünyasında sabitler?

Olasılık dalgası görünümündeki bir elektron bir yörüngeden diğerine geçmeye niyetlendiğinde, gelecekteki durağanlığına yönelik, sonunda yerleşebilme olasılığı olan tüm yörüngelerin nabzını aynı anda ölçer!

Bu yoklama mahiyetinde etrafa gönderilen dokungaçlara “sanal geçişler” denir

Elektronun sonunda geçtiği kalıcı evine ise "gerçek geçiş" deniyor

11 “Sanal geçişler” enerji tutmazlar ve bu yüzden de enerjiyi daha ileri gitmeden tersine çevirirler (Yukarıda dokuzuncu maddedeki “bütün kayıp olasılıklar” tanımı sanal geçişler için kullanılan bir ifadedir)

12 “Çok dünya” kavramı, her birinde bir versiyonumuzu bulabileceğimizi ve bu farklı versiyonların farklı olaylar zincirinin gelişmesini sağladığını öne sürer “hiçbir kayıp olasılık yoktur!” Bunun izlerini evrimin mucizevi ilerleyişinde görebiliriz Az ömürlü iki mutasyon uzun ömürlü (asıl geçiş) bir melez oluşturabilir Biz insanlar büyük bir olasılıkla böyle iki “sanal türün” melez birleşmesinden oluştuk

13 Eğer tüm potansiyel şeyler tüm yönlere doğru sonsuz olarak uzanıyorsa bunlar arasında bir ayrılık olabilir mi? Bütün şeyler ve bütün anlar her noktada birbirleriyle temas halindeler; tüm bu sistemin BİR’liği onu mükemmel kılmıştır Parça bütünde ve bütün her bir parçadadır Zaman ve mesafeler anlam yitirirler Kuantum şu ana kadarki en büyük kavramsal meydan okumadır

14 Gözlemlenmemiş kuantum olayı, gözlemlenmiş olandan tamamıyla farklıdır Schrödinger’in Kedisi olgusu; “Gözlenmeden önce dar iki yarıktan aynı anda gizemli bir biçimde geçmeyi başaran görünmeyen foton ışınları, biz gözlemlediğimizde ya birinden ya ötekinden geçmeyi seçerler ve biz bakarak kediyi öldürürüz!” demek istemektedir

Kısaca, sonsuz ve çok olasılıklı kuantum dalga fonksiyonu görüldüğü (ya da kaydedildiği) anda tek ve sabit bir gerçeklik olarak çözünür Biz baktığımızda dalga fonksiyonu neden çöker? (Yanıtı fizikçiler tarafından şimdilik bilinmiyor!)

15 Kuantum fiziğinde bir şeyin varlığının onun tüm çevresine bağlı olma durumuna “bağlamsallık” denir Başka bir tanımla da “Durum içindeki hakikat!” demek mümkündür

16 Gözlemci, gerçeği yaratmaz Dalga fonksiyonu içinde zaten var olan bir olasılığa “somut bir şekil” verir Görünür hale getirir

17 Yeni fizikte ifade edilen temel gerçekliğin davranış biçimiyle ilgili bir şey, bizden neredeyse tüm bilinç sorunsalını gözden geçirmemizi talep eder Ve bu yalnızca kendimizle ilgili değil evrendeki tüm şeyleri kapsamalıdır

18 “Ya insan biricik değilse?” Bilinçli oluşumuzu evrendeki diğer şeyler ve yaratıklarla, belki de evrenin kendisiyle paylaşıyorsak? Acaba biz insan varlıkları bildik Batı geleneğinin ileri sürdüğü gibi diğer bütün şeylerden farklı mıyız yoksa bizim bilincimiz evrendeki diğer şeylere/şeylerle süreklilik mi kazandırıyor/kazanıyor?

Oysa gerçeklik hem dalgaları (ilişki) hem de parçacıkları (bireysellik) kapsar

19 David Bohm’a göre; “Bir noktaya yoğunlaşmış düşünce, elektronun parçacık yönü, ilham ise dalga yönü gibidir, ikisini aynı anda deneyimleyemeyiz”

20 “Bose-Einstein Yoğunluğu”: Belli bir çizginin üstünde enerji pompalanan moleküllerin birlik içinde titreşim yaydıklarını göstermiştir Kendilerini olabilecek en düzenli yoğun dönem konumuna sokuncaya kadar devam ederler

21 Bose-Einstein Yoğunluğu’nun en önemli özelliği; düzenli bir sistem oluşturan parçaların yalnızca bir bütün olarak davranmaları değil “bir bütün oluşturmalarıdır” Her parçanın kimliği öyle bir birleşime uğrar ki kendi bireyselliklerini tamamıyla yitirirler

22 Bilinçliyi bilinçli olmayandan ayıran şey, nöron bileşenleri arasındaki B-E Yoğunluğudur

23 Örnekleyecek olursak; bir iş esnasında durup dalgınlıkla geçirdiğimiz anlar bilincin sınır bölgelerinde “zihnin alacakaranlığı” denen bölgede bulunuruz Ve bir çok olasılığı birinin üzerinde özellikle durmaksızın seyrederiz/yaşarız Bir an gelir bedenimizde meydana gelen rahatsızlık bizi yoğunlaşmaya kışkırtır Gerilimden kurtulmak için yoğunlaşır ve bir seçim yaparak “olası düşüncenin dalga fonksiyonunu çökertiriz”

24 Yani insan özgür iradeye sahiptir Bedenimizin o anki olası rahatsızlık durumu, yalnızca seçim yapmamızı gerektirdi; seçimin kendisi özgürdü Rahatsızlık, seçimimizin ne olacağının bağlayıcı ya da yönlendiricisi değildi

25 Kuantum kuramının işlerliğinde, bir şeyin olabilme olasılığı, onun olabilmesi için gerekli enerjinin miktarıyla ilgilidir

26 Enerjinin miktarı kavramının doğanın temel yapısında belirsizliğe izin veren bir yasanın bulunuşu yani “Kritik Etki Yasası” ile de bağlantısı vardır Bir olayın veya olgunun (fenomenin) ortaya çıkabilmesi için kritik bir etkinin bulunması gerekir Doğa genelde bu şekilde çalışmaktadır Eğer bu kritik etki oluşmuyorsa olay gerçekleşmez Yani varlığın hem oluşumunda hem de dağılımında kritik etki yasasından söz edebiliriz Dolayısıyla, hem düzenli hem de düzensiz rastlantıların gerisinde duran yasa “Kritik Etki Yasası” dır ve kuantum kuramlarının işleyişinde belirleyici rol oynar