Aynı Anda iki Farklı Yerde Bulunma ve Kuantum Fiziği
Aynı anda iki farklı yerde bulunma; Atom, bizzat maddenin temeli iken, maddenin özellikleri ile uyuşmayan, fiziğin kalıplarına sığmayan özellikler sergiliyor. Şimdi kuantum dünyasında kısa bir gezinti yaparak, elektronun farklı yapılarına, gözlemleyenin bakışına göre nasıl var veya yok olduğuna yahut birçok yerde nasıl gözlemlendiğine dair buluşlara göz atalım. Ayrıca elektronların ışık hızından daha öte bir iletişimle birbirlerinin hareketinden haberdar olmasını, birbirleri ile uyumlu hareketlerini ve atom taneciklerinin insan düşüncesinden nasıl etkilendiğini anlamaya çalışalım.
Bir elektronu kapalı bir televizyon ekranına yöneltirseniz, küçük ışık noktası elde edersiniz. Bu onun parçacık özelliğidir. Aynı zamanda enerji bulutu olarak uzayda dağılan bir dalga gibidir. Deney neticeleri bir elektronun, iki deliği olan bir engelin, her iki deliğinden de aynı anda geçebildiğini göstermektedir. Aynen dalgaların birbirleriyle girişim yapması gibi, elektronlar da iki deliği olan engelden geçerken, engelin arkasına yerleştirilen ekranda girişim desenleri meydana getirir. Her şeyi maddenin dar kalıpları içinde açıklamaya alışmış zihinler, elektronun bu iki özelliğini açıklamakta zorlanıyor. Acaba elektronun yaşadığı farklı bir dünya daha mı var?
Kuantum teorisine göre bir tanecik hem bir yerde, hem bir bölge içinde her yerde olabiliyor. Bir tanecik hem bir yerde hem başka yerlerde nasıl olabilir? Atomun dünyası Kuantum teorisi ile açıklanmaktadır. Kuantum aslında başka bir uzay ve dünyanın keşfedilmiş olmasıdır. Atom taneciklerinin aynı anda birçok yerde bulunması ile meleklerin aynı anda birçok yerde bulunması arasında bir fark var mı? İnsanın temeli olan atom taneciklerinde bu özellik varsa, insanın da bu özelliği göstermesi mümkün müdür?
Kuantumla açılan yeni dünya
Elektronun hareketleri ile ilgili fizikçi Gerard’t Hooft’un dedikleri ne kadar şaşırtıcıdır: “Ancak elektronlar için durum tamamen farklı. Onların davranışı bir sır perdesi arkasında saklanmış gibidir. Öyle görülüyor ki, elektronlar aynı ânda değişik yerlerde bulunabiliyorlar. Elektronlar sanki bulut gibi, dalga gibi davranıyorlar. Bu hiç de ihmal edilecek bir şey değil. Yeterince hassas deneyler yapılırsa, tek bir elektronun, birbirlerinden oldukça uzak yörüngeler üzerinde aynı ânda hareket ediyormuş gibi davrandığı gösterilebilir.”
Max Planck (1858–1947) 1900’de ‘Siyah Cisim Işıması‘ üzerine çalışıyordu. Bu esnada ışığın ‘kuantum‘ dediği enerji paketçiklerinden oluştuğunu keşfetti. Kuantum dönemi böylece başlamış oluyordu. Danimarkalı fizikçi Niels Bohr elektronun hareketiyle ilgileniyordu. Elektronun acayip davranışları karşısında de Broglie elektrona dalga demeye başladı. Erwin Schrödinger 1926’da, de Broglie dalga teorisini matematikî denklemlere dönüştürdü.
Ulaşılan neticeler hayli şaşırtıcı oldu. Elektronların bilinen fizik yasaları ile çelişen neticeler ortaya koyması karşısında herkes şaşkınlık içindeydi. Hesaplar ve gözlemler, diğer bütün küçük cisimlerin de benzer davranışlar sergilediğini gösteriyordu. Sıra elektronların konumlarının araştırılmasına gelince, elektron orada da şaşırtıcı ve alışılmamış özellikleriyle karşımıza çıktı. Elektron aynı anda iki farklı konumda bulunabiliyordu. Kafalar iyice karışmıştı.
İlerleyen yıllarda hassas deneyler yapıldı. Elektronlar birbirlerinden oldukça uzak yörüngeler üzerinde aynı anda hareket ediyormuş gibi davranıyordu. Atom tanecikleri aynı anda ‘farklı’ yerlerde gözlenebiliyordu. Bu durum, Kuantum dünyasında farklı gerçeklikler bulunduğunu gösteriyordu. Bu gözlem ve buluşlarla maddeci bakış açıları değişmeye başlıyor, metafizik eksenli yeni fizik anlayışı yerleşiyordu.
Gözlemci – Gözlenen münasebeti
Kuantumla ilgili keşifler genişledikçe farklı bir dünyanın eşiğinde bulunduğumuz daha iyi anlaşılıyordu. Mesela atom taneciklerinin yer aldığı dünyanın gözlemciyle şekillendiği, anlaşılması daha ilginç bir manzara ortaya koydu. Yaygın görüşe göre (Kopenhag yaklaşımı), zerrelerin dünyasında gözlemci ile gözlenenin net ayrımı yapılmamakta, gözlemcinin olayın gidişatını belirleyen taraf olduğu kabul edilmektedir.
Madde-zihin bağlantısının ortaya çıkması ile insanın varlığı etkileme özelliği anlaşıldı. Bu, insanın kâinat içindeki konumunu daha iyi anlamasına fırsat veriyordu. Kâinat fabrikası hayat meyvesi için düzenlenmişse, hayat ağacının da en üst meyvesi insandı. Başına şuur takılan insan, bir kitap gibi tanzim edilen kâinatı okuyacak ve hem kendisinin hem de kâinatın sırlarını bir bir çözerek, insana bu konumu ve yetkiyi vereni tanıdığı kadar, insanlardan ne istediğini de öğrenmeye çalışacaktı.
Kuantum, fizik ötesine atılan yeni adım
Kuantum fiziği, neden çağdaş bilimin en önemli gelişmelerinden birisi olarak kabul edilir? Kâinatın, kuantumdan önce ‘başlangıç şartları bilindiğinde‘ bütün geleceği hesap edilebilen bir makine gibi çalıştığı kabul ediliyordu. Parçacıkların aynı anda birkaç şekilde ve yerde bulunduğu, ışık hızından daha yüksek hızlarla haberleştikleri yeni bir dünyanın keşfiydi.
Kuantum fizikçileri, kuantum olarak ifade edilen gerçekliklerin kavranması için daha yüksek bir zeka seviyesi ve anlayışının gerektiğini söylerler. Bristol Üniversitesi fizik bölümünden Robert Gilmore‘un, Alis Kuantum Diyarında adlı eserinin önsözünde şu sözlere yer verilir: “Yirminci yüzyılın ilk yarısında evren anlayışımız tümüyle alt üst oldu. Eski klasik fizik kuramlarının yerini, dünyaya bakış açımızı değiştiren kuantum mekaniği aldı. Kuantum mekaniği, yalnız eski Newton’cu mekaniğin ortaya attığı düşünceleri değil, sağduyumuzla da pek çok açıdan uyuşmazlık içindedir. Yine de bu kuramların en şaşırtıcı yanı, fizikî sistemlerin gözlenen davranışını önceden haber vermedeki olağanüstü başarısıdır. Kuantum mekaniğinin bize saçma geldiği anlar olabilir. Fakat tabiatta izlenen yol budur. Biz de buna uymak zorundayız.”
Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü’nden Prof. Richard Feynman;
Kuantum mekaniği ile ilgili öğrencilere verdiği bir konferansta, şu espriyi yapar: “Kuantumu anlamak gerçekten zor. Ancak gerçekte bu zorluk psikolojik. Kendinize sürekli ‘Ama bu nasıl olabilir?’ diye sormanızın meydana getirdiği sıkıntıdan kaynaklanır. Sorduğunuz her soru, onu anlaşılmış bir şeyler cinsinden görmek arzusunun dışa vurumudur. Onu alışılmış bir şeye benzeterek açıklayacak değilim. Yalnızca açıklayacağım.”
Feymann’ın da belirttiği gibi kuantumdaki gerçekliklerin fizik âlemde karşılıkları olmadığından anlama zorluğu çekmekteyiz. Tıpkı Peygamberimiz (sallallahü aleyhi ve sellem) Cennet’i anlatırken; “Ne göz görmüş ne kulak işitmiş ve ne de insan kalbinin hatırına gelmiş” demesi gibi. Cennet gibi gaybı, görmediğimiz dünyaları kavramakta zorlanmamızın sebebi; oradaki hâdise ve varlıkların burada benzer ve karşılığının bulunmamasıdır.
Aynı Anda iki Farklı Yerde Bulunma – Madde – Gözlemci münasebeti
Bohr, atomaltı parçacıkların sadece bir gözlemci tarafından izlendiğinde meydana çıktığını söyler. Bohr’un belki de en enteresan keşfi şuydu: Bağımsız görünen atomaltı parçacıkları birbirleri ile karşılıklı bağlantı içinde bulunuyor. Einstein bu düşüncelerinden dolayı Bohr’a karşı çıktı. Bohr itirazlara aldırmadı. Bohr’a göre Einstein yanılgı içerisindeydi. İkiz parçacıkların birbirinden ayrı ‘nesneler’ olduğu düşüncesi Einstein’in yanılgısıydı. Oysa bunlar, bölünmez bir sistemin parçalarıydı ve bunları başka türlü düşünmek anlamsızdı.
EPR (Einsten, Podolsky ve Rosen) paradoksuna göre eğer iki foton belli bir mesafede aynı polarizasyon açısını veriyorsa, aralarında ışık hızından daha hızlı bir iletişim olması gerekir. Bu nasıl mümkün olabiliyor? Işık hızından daha öte ve daha hızlı bir iletişim mi vardı? Bohr hâdiseye şöyle bir izah getirdi: Atomaltı parçacıklar, sadece gözlendikleri sürece vardırlar. Bunlar bağımsız şeyler değil, görünmez bir sistemin parçalarıdırlar. Atomaltı parçacıklar gözlemlenmedikleri sürece var olmuyorsa, ‘bağımsız nesneler’ olarak düşünülemezler.
Bu konulara kafa yoran bir fizikçi daha vardı:
Bohm. Bohm’un çalışmaları elektronun sırlarını aydınlatmada önemli katkılar sağladı. Bohm, elektronun fiziğin dar kalıplarına sığmayan özellikleri üzerine kafa yoruyordu. Bohm’un sezgileri güçlüydü: Elektronların, şimdiye kadar göz ardı edilen metafizik gerçeklere, fiziken kavranmayan garip özelliklere kapı araladığını fark etti. Bohm, genç bir fizikçi olduğu yıllarda Bohr’un izinden gidiyordu. Ama ne var ki, konuya daha farklı pencereden bakma zamanı gelmişti.
Olaya maddenin ve klasik fiziğin dar kalıpları ile değil, fizik ötesi gerçekliklerin geniş gözlüğü ile bakma gereği üzerinde durdu. Bohm, daha önce gündeme gelen fakat Bohr ve onu takip edenlerce önem verilmeyen taneciklerin ‘karşılıklı bağlantı‘ konusunun önemini kavramıştı. 1947’de Princeton Üniversitesi‘nde metal elektronları üzerindeki çalışmalarını derinleştirdiğinde, elektronların tesadüfî gibi görünen ferdi davranışlarının bile son derece örgütlü, düzenli etkiler ortaya koymakta olduğunu fark etti. Elektronların davranışı ferdi ve diğerlerinden bağımsız değildi. Elektronlar, diğerleri ile uyumlu ve birlikte hareketler sergilemekteydi. Acaba elektronlar canlı varlıklar mıydı?
Elektronlar canlı mı?
Bohm, gözlemlerinden ve buluşlarından çok etkilenmişti. Metallerdeki ‘elektron denizinin‘ ‘canlı‘ olduğu gibi garip bir düşünceye kapıldı. Metaller esasen elektron denizine batırılmış pozitif yüklü metal iyonlarının yan yana dizilmiş şeklinden ibarettir. Metallerin iletkenliği bu elektron denizi sayesinde mümkün olur. Metallerdeki elektronlar, nasıl oluyor da ‘birlikte hareket‘ edebiliyorlardı? Her elektron, diğerlerinin hareketini bilebilir bir vaziyet sergiliyordu. Parçacıklar okyanusunda bir ortak hareket, eş zamanlı ve birlikte bir hareket söz konusu idi. Bohm, elektronların bu toplu hareketine ‘Plazmon‘ adını verdi.
Görüldü ki elektronlar sadece metal yapısında değil maddenin iyon gazı hali olan plazma yapısında (mesela Güneş bir iyon gazı yapısındadır) bile birbirlerinin ne yapacağını bilir bir tavır sergiliyorlardı. Parçacık okyanusu içindeki parçalardan her biri sanki trilyonlarca diğer parçacığın ne yapacağının ‘farkında‘ ve ‘şuurunda‘ idi.
Elektron gibi atom taneciklerini elbette şuurlu ve akıllı kabul etmemiz mümkün değildi. Atom tanecikleri, fizik ötesi geçerliliği olan her şeyi kapsayan ince kanunlara riayet ediyorlar ve son derece düzenli bir ordunun erleri gibi davranıyorlardı. Onlar elbette gücü sonsuz bir hükümdardan emir alıyorlardı.
Niels Bohr’un Teorileri ve Bohm’un Çalışmaları
Bohm çalışmalarını olgunlaştırdıkça, Niels Bohr‘un teorisindeki yetersizlikleri daha iyi gördü. Bohm, araştırmalarını derinleştirdikçe atomaltı parçacıkların daha derinlikli gerçeklerine ulaşıyor, mevcut teorilerin bulduklarını ve gözlemlediklerini açıklamakta yetersiz kaldığını daha iyi görüyordu. Yeni açıklamalara ve teorilere ihtiyaç olduğu kesindi. Bohm, Einstein ile görüşmelerine devam etti. Bu görüşmeler ışığında Danimarkalı Fizikçi Bohr’un teorisine bir alternatif geliştirdi.
Elektronların gözlemci olmadan da var olduğunu esas aldı. Bohm, Niels Bohr’un fark edemediği daha derin bir gerçeklik, keşfedilmeyi bekleyen bir kuantum-alt düzeyi bulunduğunu düşünmeye başladı. Neticede, atomaltı parçacıkların açıklanmayı bekleyen bir boyutunu daha keşfetti. Bu duruma ‘kuantum potansiyeli‘ adını verdi. Bu potansiyelin bütün uzayda mevcut olduğunu, yer çekimi ile manyetik sahaların aksine, tesirinin uzaklıkla azalmadığını gösterdi.
Fizikçilerin çoğu bu görüşe karşı çıktıysa da, bu, yeni bir teori olarak bilim adamları arasında kabul görmeye başladı. Bohm, hiçbir teorinin sonsuzluğu açıklayacak güce sahip olmadığını belirtiyor ve buna karşı çıkılmasının da doğru olmadığını söylüyordu. Bilimin, etki-tepki gibi çok sınırlı verilerden hareket ettiğini, oysa neticenin birçok sebebe bağlı olabileceğine dikkat çekiyordu. Bohm’un ‘kuantum potansiyeli alanı‘ adını verdiği bu yeni alan, tıpkı yer çekimi gibi uzayın bütününe hâkim bulunuyordu. Bu yeni yaklaşıma da tepkiler yağmaya başladı. Ancak, Bohm düşüncelerinden şüphe etmiyordu. Çalışmalarına devam etti.
Bu alan, klasik görüşlerden çok daha köklü farklılıkları ortaya koyuyordu:
Bunlardan birisi kâinatın parçalanamaz bütünlüğüydü. Diğer bir deyişle, her şey birbiriyle irtibatlıydı. Klasik bilim, bütün sistemin durumunu, yalnızca parçaları arasındaki münasebetlerin neticesi olarak görmekteydi. Oysa her bir elektron bir bütünmüş gibi birbirlerinden haberdar davranıyordu. Parçaların davranışları birbirinden bağımsız değil, bir bütün olarak örgütlüydü.
Plazma maddenin gaz halidir; yüksek yoğunlukta elektron ve pozitif iyonlarından ibaret bir gaz halini ifade eder. Maddenin gaz halini daha da üst sıcaklıklara ısıtırsanız plazma halini alır. Mesela Güneş gibi yıldızlarda madde plazma halinde bulunur. Bohm, plazmalar üzerine yaptığı çalışmalarında, tek başlarına hareket eden elektronların, plazma içine girdiğinde bu özelliklerini yitirip, bir iletişim halinde olan bir bütünün özelliklerini sergilediğini gördü. Her ne kadar ferdî hareketleri gelişi güzel gibi görünüyorsa da, elektronlar mükemmel bir intizam sergilemektedir. Plazma devamlı kendisini yenilemektedir ve içindeki bozukluklar, bir kistteki yabancı madde gibi durmaktadır.
Aynı Anda iki Farklı Yerde Bulunma ve Elektronları düzenleyen Kudret
Klasik bilim, sistemi, parçaların birbirleri ile etkileşimi olarak inceler. Kuantum potansiyeli bunu da dikkate alır; ama parçaların bütün tarafından organize edildiğini söyler. Bohm, atomaltı parçacıkların bağımsız olmadıklarını söylemekten öte, görünmez her şeyi düzenleyen bir sistemin varlığına dikkat çeker. Plazmada ve süper iletkenlikte elektronların hareketlerini düzenleyen bir ‘el‘ bulunmalıdır. Bu ‘gizli el‘ aynı zamanda elektronların aralarındaki münasebetleri de düzene koymaktadır. Yani kuantum potansiyeli, elektronların gelişi güzel dağılmadığını, kendi başına hareket eden fertleri oluşturan bir kalabalık olmadığını söyler. Arkada ‘hükmeden akıllı bir gücün‘ varlığını gerekli kılar.
Daha açık ifade edersek, elektronların hareketi düzenli bir raks hâlindeki oyuncuların davranışını andırır veya askeri yürüyüş halindeki bir orduya benzer. Bu neticelere göre, varlıklar ister canlı ister cansız olsun, parçaların birleşerek meydana getirdiği bir makine değildir. Birbirleri ile bağlantıları olan canlı bir sistem veya yaşayan bir organizma gibidir. Bohr böyle düşünüyor, deneylerle delillerini ortaya koyuyordu.
O halde bu ‘şuurlu güç’ ne idi? Bu düzeni kim sağlıyordu?
Ortaya heyecan verici ve son derece enteresan neticeler çıkmaktadır. Elektronları şuurlu farz etmek, hele hele her an diğer bütün zerrelerin hareketlerini bilip ona göre hareket edecek akıl ve ilme sahip olduğunu kabul etmek, şuurla bağdaşacak bir hareket değildir. İletişimi sağlayan ve her bir zerreye ve bütün zerrelere aynı anda hükmeden, her şeyi mutlak ilmiyle düzenleyen İlâhî Güç’ün tezahürüdür. Bilmek ve haberdar olmak gibi şuurlu olmayı gerektiren fiillerin elektronlara atfedilmesi mümkün mü? Bohm’un ‘her şeyi düzenleyen görünmez sistemi‘ İlâhî Kudret’ten başkası olmayacaktır.
Yeni bir dünyanın eşiğinde
Son elli-altmış yıl içinde, en önemli ve devrim niteliğindeki buluşlar olan özel ve genel rölativite yasaları, kuantum mekaniği, hologram ve moleküler biyoloji kainattaki fıtrî düzenin ve gerçekliğin ne olduğunu daha iyi anlama fırsatı sunmaktadır. Kuantum, sadece fizik bilimine değil birçok sanat akımına, sosyolojik teoriye ve değişik alanlara ilham kaynağı olmaktadır.
Evet, kuantum bilimi sayesinde klasik fizikle kendimize ördüğümüz kafesin dışına bakma imkanına kavuştuk. Kuantumun, bilim tarihinde zihni en çok meşgul eden ve birçok hararetli tartışmalara konu olan teorilerin başında gelmesi, onun ne kadar etkileyici neticelerinin olduğunu göstermektedir.
Kuantumun tesiri giderek yaygınlaşmaktadır. Kuantum bize bilinen her şeyin yeniden yorumlanması gerektiğini söylemektedir. Kainatın tek boyutlu ve sadece maddî mülâhazalardan ibaret olmadığını söylemekte ve görünen kabuk kainatın dışındaki gerçekliklerle tanıştırmaktadır. Diğer önemli bir konu ise, bu buluşların hak dinin gerçekleri ile paralellik arz etmesidir. Kuantumun ortaya koyduğu gerçekliklerle dini gerçekleri daha iyi anlama imkanı bulabiliriz.