Schrödinger?İn Kedisi

Schrödinger?in Kedisi
Schrödinger?in Kedisi:

Bu, düşünsel bir deneydir Özel bir kutuya giren bir kedinin düştüğü kötü durumu irdeler Kutuda (diyelim ki) çıkan bir foton yarıgeçirgen bir aynaya çarpar ve fotonun dalga fonksiyonunun aynayı geçen kısmı bir detektöre gelir Dedektöre foton geldiği anda, otomatik olarak bir silah ateşlenerek kediyi öldürür Eğer foton gelmezse, kedi yaşar ve keyfi iyidir (Stephen?in, kedilere düşünsel deneylerde bile eziyet edilmesine karşı olduğunu biliyorum) Sistemin dalga fonksiyonu, bu iki olasılığın bir süperpozisyonudur Fakat algılarımız bize niçin, sadece ?kedi ölü? ve ?kedi diri? gibi makroskopik alternatifleri değil de bu gibi durumların makroskopik süperpozisyonlarını algılamaya izin vermiyor?
Burada bilinçlilik veya uyumdan çıkma gibi konulara daha fazla girmek istemiyorum Düşünceme göre, ölçme probleminin cevabı başka yerde yatmaktadır GR?nin işin içine girmeye başladığı yerde, alternatif uzayzaman geometrilerinin süperpozisyonlarının yanlış sonuç vermeye başladığını söylelemek istiyorumBelki, iki farklı geometrinin süprepozisyonu kararsızdır ve iki alternatiften birine bozulmaktadır Örneğin geometriler diri veya ölü bir kedinin uzayzamanı olabilir İki alternatiften birine bozulmaya, objektif redüksiyon (OR) diyorum Bu ismi (OR?yi yani veyayı) hoş bir kısltmaya imkan verdiği için seviyorum Planck uzunluğunun (10-33 cm) bununla ilgisi ne? Doğanın iki geometrinin birbirinden önemli ölçüde ne zaman farklı olduğu konusundaki kriteri, Planck skalasına bağlıdır ve bu, farklı alternatiflere redüksiyonun zaman skalasını belirtir
Kediye bir gün izin verebiliriz ve yeniden yarıgeçirgen aynaya dönebiliriz Yalnız bu sefer, büyük bir kütle parçasının bir yerden diğer bir yere hareketini tetikleyecek bir foton detektöre isabet etmiş olsun
Eğer kütleyi, bir foton onu aşağı yuvarlayabilecek şekilde bir uçurum kenarına dikkatle yerleştirmişssek, dektektör durumunun redüksiyonu problemi hakkında endişe etmekten kurtulabiliriz! İki alternatifin süprepozisyonunun kararsız olması için ne kadar kütle yer değiştirmelidir? Bunun yanıtını, burada gerçekten teklif erdeceğim gibi, gravite verebilirTeklif edilen bu şemaya göre, bozulma zamanını hesaplamak için, kütlenin birini, bulunduğu denge konumundan çıkarıp, diğerinin gravitasyonel alanında, ikisinin konumları ele alınan kütle süperpozisyonunun verene kadar, çekmeye gereken E enerjisini ele alalımBu süprpozisyonun durum vektörünün çökmesi için gereken zaman skalası nükleon başına yaklaşık 100 milyonyıldır yani deneylerde bu karasızlığı görekmeyiz lakin büyüklüğü santimetrenin yüz binde biri olan su zerresi için çökme yaklaşık 2 saat alır Zerre büyüklüğü santimetrenin on binde biri ise çökme 01 saniye sürer?
Penros bir soru üzerine şu yanıtı veriyor:
?Gravitasyonal alan gerçekten özel! Bir bakıma, konunun tarihinde bir istihza var: Fiziği, Newton, gravitasyonal kuramıyla başlattı ve diğer bütün fiziksel etkileşmeler için bu kuram özgün paradigma oldu Fakat, şimdi gravitenin diğer bütün etkileşmelerden gerçekten, açıkça farklı olduğu anlaşılıyor Karadelikler ve enformasyon kaybı üzerindeki derin etkileriyle, nedenselliği etkileyen sadece gravitedir?
(R Penrose, Uzay ve Zamanın Doğası s:75-88)

EİNSTEİN NEYİ KABULLENEMEDİ?

İnsan aklındaki yüksek bir sıçramayı temsil eden, uzay ve zaman kavramlarımıza yepyeni bir biçim ve öz kazandıran büyük bilgin, kuantum kuramını ve belirsizlik ilkesini, bilimin geçici bir aşaması olarak yorumladı O da bir yerde zaman zaman birçoğumuzu tutsak eden sağduyunun esiri oldu Sağduyu, bir sistemin belirli ve tek bir geçmişe sahip olduğunu düşündürür
Tek Geçmiş- Çok Geçmiş
" Bir parçacık ya bir yerdedir ya da başka bir yerde Yarısı bir yerde yarısı diğer yerde olamaz Benzer şekilde astronotların Ay ' a ayak basması gibi bir olay ya olmuştur ya da olmamıştır Yarı olmuş olamaz Bu, insanın biraz ölü veya biraz hamile olmaması gibidir Ya öylesiniz ya da değilsiniz" (KDVBE s:82) Eğer bir sistemin belirli tek bir geçmişi varsa belirsizlik ilkesi bir dizi paradoksa yol açar Örneğin bir parçacık şurada ya da başka bir yerde bulunabilir Astronotlar yarı Ay' da olabilir Einstein' i de sıkıştıran bu paradoksları önlemenin güzel bir yolunu Amerika'lı fizikçi Richard Feynman ileri sürmüştü Feynman, 1948 yılında ışığın kuantum kuramı ile ün kazandı 1965 yılında bir başka Amerikalı fizikçi Julian Schwinger ve Japon fizikçi Shinichiro Tomonaga ile birlikte Nobel Ödülü aldı1988 yılında kanserden ölen Feynman, kuramsal fiziğe bir çok katkısıyla anımsanır Bunlardan biri, geçmişlerin toplamı kavramıdır
Aslında bir sistem, her olanaklı geçmişe sahiptir Belirli bir zamanda A noktasında olan bir parçacığı düşünelim Normal olarak parçacığın A noktasından uzaklaşırken düz bir çizgi üzerinde hareket edeceği düşünülür Ancak geçmişlerin toplamına göre sistem, A noktasından başlayan herhangi bir yolda ilerleyebilir Bu durum, kurutma kağıdı üzerinde bir mürekkep damlasının yayılmasına benzer Mürekkep damlası, kurutma kağıdı üzerindeki olanaklı tüm yollardan yayılır Kağıdı bükseniz bile mürekkep, o köşeyi de dönerek yayılmayı sürdürür
"Parçacığın her yoluna veya geçmişine ilişkin yolun şekline dayanan bir sayısı olacaktır Parçacığın A noktasından B noktasına gitme olasalığı, parçacığı A dan B ye götüren tüm yollarla bağlantılı sayıların toplanmasıyla bulunur "
(S Hawking, KDVBE s:83)
Schrödinger?in Kedisi Deneyi Nasıl Yorumlanmalı?

Stephane Hawking şöyle diyor:
?Kanımca, modelden bağımsız bir gerçekliğe karşı dile getirilmeyen inanç, bilim felsefecilerinin kuantum mekaniği ve belirsizlik ilkesi konusunda karışlaştıkları güçlüklerin altındaki nedendir Schrödinger?in kedisi denen ünlü bir düşünce deneyi vardır Bir kedi kapalı bir kutunun içine yerleştirilir Ona yönelik bir silah vardır ve berli bir yönde bir radyoaktif çekirdek bozunursa silah ateş alacaktır, bunun gerçekleşmesinin olasılığı yüzde 50'dir (Bugün, yalnızca bir düşünce deneyi olarak bile, hiçkimse böyle bir şey önermeye cesaret edemez, fakat Schrödinger?in zamanında hayvanların özgürlüğü kavramı henüz duyulmamıştı)
Eğer biri kutuyu açarsa kediyi ya ölü ya canlı bulacaktır Fakat kutu açılmadan önce kedinin kuantum durumu ölü kedi durumuyla kedinin canlı olduğu durumun bir karışımı olacaktır Bazı bilim felsefecileri, bunun kabul edilmesini çok güç bulurlar İnsanın yarı hamile olabilmesinden öte kedinin yarı vurulmuş,yarı vurulmamış olması mümkün değildir Onların içinde bulundukları güçlük,dolaylı olarak bir nesnenin belirli bir tek gaçmişe sahip olduğu klasik bir gerçeklik kavramını kullanmalarından kaynaklanır Kuantum mekaniğinin temeli, farklı bir gerçeklik görüşünüe sahip olmasıdır Bu görüşte bir nesne yalnızca bir tek geçmişe değil,mümkün olan tüm geçmişlere sahiptir Çoğu durumda belirli bir geçmişe sahip olma olasılığı,biraz farklı bir geçmişe sahip olma olasılığını siler,fakat belli durularda komşu geçmişlerin olasılıkları birbirini güçlendirir Nesnenin geçmişi olarak gözlemlediğimiz şey, bu güçlendirilmiş geçmişlerden biridir
Schrödinger?in Kedisi durumunda güçlendirilmiş olan iki geçmiş vardır Birinde kedi vurulmuştur,diğerinde ise canlı kalır Kuantum kuramında her iki olasılık birlikte varolabilir Fakat bazı felsefeciler, açıkça belirtmeden kedinin yalnızca bir geçmişi olabileceğini varsaydıkları için kendilerini çıkmazda bulurlar
Zamanın doğası fizik kuramlarımızın gerçeklik kavramını belirledikleri bir başka alan örneğidir Eskiden zamanın sonsuza kadar aktığının açık olduğu düşünülürdü, fakat görelilik kuramı, zamanı uzay ile birleştirmiş ve her ikisinin Evren?deki madde ve enerji tarafından eğrilebileceğini veya bükülebileceğini söylemiştir Böylece zamanın doğasını kavrayışımız Evren?den bağımız olmaktan onun tarafından şekillenmiş olmaya doğru değişmiştir O zaman, zamanın belirli bir noktadan önce kolayca tanımlanamayabileceği anlaşılır oldu; zaman içinde geriye gidilirse aşılamaz bir engele, ötesine kimsenen gidemediği bir tekilliğe gelinebeilir Durum böyleyse,kimin veya neyin büyük patlamaya neden olduğunu veya onu yarattığın sormak anlamlı olmaz Neden olma ve yaratmadan söz etmek, dolaylı olarak, büyük patlama tekilliğinden önce bir zaman olduğunu varsayar Yirmi beş yıldır, Einstein?ın genel görelilik kuramının zamanın on beş milyar yıl önce bir tekillikte bir başlangıca sahip olması gerektiği kestiriminde bulunduğunu biliyoruz Fakat felsefeciler henüz bu fikre ulaşamamışlardır Onlar hala kuantum mekaniğini altmış beş yıl önce(Hawking bu kitabını 1993'te yazmıştı) atılan temelleri konusunda endişeleniyorlar Fiziğin keşif alanının daha ileri gittiğini kavramıyorlar
Daha da kötüsü, Jim Hartle ve benim Evren?in herhangi bir başlangıç veya sona sahip olamayabileceğini ileri sürdüğümüz matematiksel sanal zaman kavramıdır Sanal zaman hakkında konuşmam nedeniyle bir bilim felfecisi bana şiddetle saldırmıştır O : ?Sanal zaman gibi bir matematiksel hilenin gerçek Evren?le nasıl bir ilgisi olabilir?? demiştir Kanımca bu felsefeci teknik matematiksel gerçek ve sanal sayılar terimleri ile gerçek ve sanalın günlük dilde kullanılma şeklini birbirine karıştırıyor Şu sözler benim tezimi açıklar: Kendisini yorumlamakta kullanacağımız bir kuram veya modelden bağımsız olarak neyin gerçek olduğunu nasıl bilebiliriz?
Evren?i yorumlamaya çalışırken karşılaşılan problemleri göstermek için görelilik ve kuantum mekaniğinden örnekler kullandımGöreliliği ve kuantum mekaniğini anlamanız veya hatta bu kuramların yanlış olmaları önemli değildir Göstermiş olmayı umduğum şey,bir kuramın bir model olarak değerelendirildiği bir tür pozitif yaklaşımın, en azından bir kuramsal fizikçi için, Evren?i anlamanın tek yolu olduğudur Evren?deki her şeyi tanımlayan tutarlı bir model bulacağımız konusunda umutluyum Bunu yaparsak bu insan soyu için gerçek bir zafer olacaktır?
(S Hawking, KDVBE s:50-52)
Einstein Nasıl Klasik Fizikçi Oldu?

1925' e değin kuantum kuramıyla ilgili en yaratıcı sonuçları ortaya koyan kendisiydi Görelilik kuramını düşünmeseydi bile kuantum kuramının yaratıcıları arasında ilk sıralardaydı 1905 yılındaki yazılarından biri, fotoelektrik olayın açıklamısını ışığın kuantumlu yapısıyla açıklamasıydı Nobel ödülünü de bu yazısı nedeniyle almıştıO, kuantum kuramının kurucularındandı Oysa özellikle Heisenberg' in belirsizlik ilkesini ortaya atmasından sonra bu alandaki gelişmelere karşı bir tutum içine girdi Schrödinger' in dalga denkleminin neyi temsil ettiği üzerine NBohr, WHeisenberg, MBorn gibi bilginlerle yaptığı tartışmalar bir uzlaşmayla sonuçlanmadı ve Einstein, çalışmalarını, yeni akımın dışında, yalnız olarak yürüttü Bu tartışmalardan birinde şöyle yazmıştı:
" Bilimden beklediklerimiz açısından birbirimize karşıt kutuplarda toplandık Siz (Bohr), zar atan bir tanrıya, bense gerçek nesneler olarak var olan şeyler dünyasındaki yetkin yasalara inanıyorum"
(LLandau-YRoumer,İzafiyet Teorisi Nedir? Say ya s: 18)
Einstein, bundan sonra, yeni kuantum kuramının tutarlılığı konusunda hiç tartışmaya girmedi Gerçi bu kuantum kuramının doğanın tam ve nesnel bir tanımını vermediğini savunmaya devam etti Ancak bu karşı çıkış, bir kuramsal fizik karşı çıkışı değil, felsefi bir konu oldu Einstein ile Bohr arasındaki tartışma yaşamları boyunca sürdü; ama hiçbir zaman sonuçlanmadı Sonuçlanamazdı daTartışma, bir kere gerçekliğin, cihazla belirlendiği şeklindeki ortak varsayımı bıraktıktan ve gerçekliğin yapısını değerlendirmede bir farklılık haline geldikten sonra sonuçlanma olanağı yoktu Karşılıklı bir sevgi ile bağlı olan iki titan, en klasik fizikçi ve yeni kuantum fiziğinin lideri son günlerine dek tartıştılar
1920'lerin sonlarına dek, yeni kuantum kuramının yorumuna dokunulmadı Onunla bir genç fizikçiler nesli büyüdü, fakat onlar uygulamalarına kıyasla yorumuna ilişkin promblemlerle daha az ilgili idiler Yeni kuram, o güne kadar olmadığı şekilde, matematiğin kuramsal fizikteki üstün yerini vurgulamıştır Soyut matematikte büyük teknik gücü ve onu fiziksel problemlere uygulama yeteneği olan kişiler ön plana geçtiler
Yeni kuantum kuramı, doğal fenomenlerin açıklanması için en güçlü matematiksel araç haline geldi, bilim tarihinde kıyaslanamaz bir başarıydı buKuram, dünyanın sanayi ülkelerindeki binlerce genç bilim adamının entellektüel enerjisini açığa çıkardı başak hiçbir fikir kümesi teknolojide bu kadar etkili olmamıştı ve onun pratik uygulamaları uygarlığımızın sosyal ve politik kadereni şekillendermeye devam edecekitri Şimdi bizim gelişmemizi programlayan kozmik yasanın-evrenin değişmez yasalarının- yeni bileşenleriyle temas kurduk Tranistör, mikroyonga, lazerler gibi pratik cihazlar ve soğukla ilgili bilim teknoloji teknik uygarlığın öncüsü tüm endüstrilerin gelişimini sağlamışlardır Bu yüzyılın tarihi yazıldığı zaman, politik olamyların-insan ömrü ve paraca büyük bedellerine rağmen- en etkili olaylar olmadıklarını göreceğiz Onların yerine, ana olay, görünmeyen kuantum dünyası ile insanın ilk teması ve onu izleyen biyolojik ve bilgisayar devrimleri olacaktır
Yeni kuantum kuramı ile kimyasal elementlerin periyodik tablosunun temeli, kimyasal bağın yapısı ve moleküler kimya anlaşılmıştır Denel araştırmalarla desteklenen bu yeni kuramsal gelişmeler, modern kuantum kimyasının yükselişini getirmiştir Dirac, 1929'da yazdığı bir yazıda şunları söyleyebilmiştir: ?Böylece, fiziğin büyük bir kısmının matematiksel kuramı ve tüm kimya için gerekli fiziksel yasalar tam olarak bilinmektedir ?
Molekül biyologlarının ilk nesli, Ervin Schrödinger ?in yaşayan organizmaların genetik dengesinin bir maddi moleküler temeli olması gerektiği tezini ileri sürdüğü bir kitabından esinlenmişti Pek çoğu eğitilmiş fizikçiler olan bu araştırmacılar, genetik konusunda yeni bir tavır geliştirdiler ve zamanın biyologlarının çoğu için yabancı olan moleküler fiziğin denel yöntemlerini getirdiler Yaşam problemi konusundaki bu yeni tavır, organik yeniden üretim için fiziksel temel olan DNA ve RNA molekül yapılarının keşfi ile sakinleşti Bu keşfin bir fizik laboratuvarında yapılmış olması rastlantısal bir durum değildi, bu keşif kendi içinde yeni bir başlatan bir keşifti
Katıların kuantum kuramı geliştirildi Elektriksel iletkenlik kuramı, katıların bağ kuramı ve manyetik maddeler kuramı, hepsi yeni kuantum mekaniğinin ürünlerydi 1950'lerde, süper iletkenlik kuramında, çok düşük sıcakılklarda direnç olmadan elektirk akımı akışı fenomeninde; süper akışkanlıkta, sıvıların sürtünmeiz hareketi kuramında büyük gelişmeler vardı Maddenin faz değiştirmesi-sıvıdan gaza veya katıya dönüşümü gibi- kuramında ilerlemeler kaydedildi
Yeni kuantum kuramı atom çekrideğinin keşfi için teorik aparatı sağladı ve nükleer fizik doğdu Radyoaktif bozunmada muazzam bir enerji açığa çıkmasının temeli anlaşıldı- radyoaktif bozunma kuantum mekaniği olaylarını ilgilendiren klasik olmayan bir süreçti Fizikçiler ilk kez, yıldızların enerjisinin kaynağını biliyorlardı ve astrofizik modern bilim oldu
Eğitilmiş kamuoyunun bu gelişmeleri izlememiş olması dikkate değerdir Kunatmu kuramı, daha önce genel görecelik kuramında olduğu gibi kamuoyunun dikkatini çekmedi İlk olarak,1930'lu yılların başlarında bir ekonomik deprasyon yaşanmaktaydı İkinci olarak, politik fikirler pek çok entellektüeli meşgul ediyordu Üçünçcü olara ve kanımca en önemlisi olarak, kunatum kuramının soyut matematiksel özelliği mevcut insan deneyimi ile iligili değildi
Kuantum kuramı cihazla saptanmış maddi gerçekliğin kuramıdır- insan gözlemci ve atom arasında beir cihaz bulunmaktadır Heisenberg şunlar söyledi: ? Bilimde ilerleme, doğa fenomenlerini anında ve doğrudan şekilde düşünce tarzımızca kavranabilir yapma olasılığı pahasına satın alınmıştır? ve yine Heisenberg ?Bilim gittikçe daha fazla, hemen duyularımızla (Kozmik Kod, s: 95) kavranabilir fenomenleri ?canlı? yapma olanaklarını feda etmekte, yalnızca sürecin matemaiksel, formal çekirdeğini çıplak bırakmaktadır? demiştir
Heisenberg, Alman romantik şairi ve oyun yazarı Goethe ile Newton arasında renk kuramı konusunda var olan zıtlığa ilgi duyuyordu Goethe, anlık insan deneyimi olarak renklerle ilgileniyordu ve Newton renklerle soyut fiziksel bir fenomen olarak ilgileniyordu Kişinin deneysel maddi bir temelde,Newton?un sonuçlarının yanında yer alması gerekir Fakat Goethe?nin görüşü- Goethe dirimselciliğin babalarından biriydi- insan deneyiminin anlık yapısına seslenir Dirimselciler, yaşayan organizmalarda, fiziksel yasalara tabi olmayan bir ?yaşam gücü? olduğuna inanırlar Bu deneyimimize uygun görünürse de, maddi bir temeli yoktur yaşam yalnızca sırdan maddenin nasıl düsenlenmiş olduğuna bağlıdır yaşam-gücü dirimselcileri bugün azdır; ama onralırn yerini, insan bilincinin fizik yasalarının ötesine giden bazı özel nitelikleri olduğuna inananlar almıştır Maddi gerçekliğin ötesinde bilincin köklerini arayan bu tür yeni dirimselciler yerni bir hayal kırıklığının önünnde olabilirler
Goethe, klasik mekanik ve modern bilime karşı romantik tepkinin bir kısmını temsil ediyordu- bu tepki bugün de sürüyor Goethe ile Newton arasındaki bu karşılaştırma, bilimin soyut açıklamalarının insan deneyiminin yaşamsal çekirdeğini inkar ettiği şekilnedeki bilimin modern hümanist bir eleştirisini açığa çıkarmıştır Kuantum kuramı ve ondan çıkan bilimler bu tür soyut açıklamaların başlıca örnekleridir
Bilim anlık dünya deneyimimizen gerçekliğini yadsımaz; orada başlar Fakat orada kalmaz, çünük deneyimimizi kavramanın temeli duyumsal deneyimle verilmez Bilim bize, duyumsal deneyim dünyasını destekleyen bir kavramsal düzen, deneyle keşfedilebelen ve insan zihni tarafından bilineilen bir kozmik yasa, bulunduğunu gösterir Bilimin bütünlüğü gibi, deneyimimizin bütünlüğü, kavramsaldır, duyumsal değildir Bu Newton ile Goethe arasındaki farktır-Newton fiziksel yasalar biçiminde evrensel karamları aradı, Goethe ise anlık deneyimde doğanın bütünlüğünü aradı
Bilim, deneyimimizn bize yönelttiği talebe bir yanıttır ve karşılık olarak bize bilim tarafından verilen şey yerni bir insan deneyimidir-zihnimizle kozmozuh iç mantığını görmek determinizmin sonu, fiziğin sonu anlamına gelmedi, fakat gerçeğin yeni bir imgeleminin başlangıcı anlamına geldi Burada maddenin atomik çekirdeğinde fizikçiler rastgelelik buldular
Fakat rasgelelik (rastlantı) nedir? Bu soruyu incelemek için, bundan sonraki birkaç bölümde, kuantum gerçekliğine giden ana yolda kısa bir gezi yapacağızı Bu kısa gezimizde, kaotik evreni keşfedeceğiz ve zar atan tanrının eline ilk bakışı yönelteceğiz