GabrieL.
Kayıtlı Üye
http://www.youtube.com/watch?v=DFq6zzspiJo&feature=related
Kuantum teorisinin felsefesi
Ünlü kuramcı Bohr, "Kuantum teorisiyle şok olmayan kimse, onu anlamamıştır" der. Gerçekten de matematiksel olarak açık bir şekilde ifade edilmesine karşın bu teorinin felsefi alanda yorumlanması ve oluşturduğu problemlerin çözümlenmesi bir hayli zor görülüyor.
Kuantum teorisi bilime ve doğaya farklı bir bakış açısı getirmiştir. Şimdi, bu yenilikleri görebilmek için klasik ve kuantumlu anlayışın belli başlı özelliklerini ortaya koyalım. Öncelikle klasik fiziğin felsefi dayanaklarına bakarsak:
1) Klasik fizikte, bir cismin hızı, ivmesi, enerji ifadeleri gibi tüm nicelikler cismin konumunun zamana göre diferansiyelleri ile ifade edilir.
2} Yukarıda sözü edilen momentum. enerji gibi fiziksel büyüklüklerin bütün olarak ele alındığı görülür.
3) İrdelenen olaylar belli bir kesinlik, belirlilik taşır ve istenilen doğrulukta ve aynı anda bütün fiziksel büyüklükler ölçülebilir.
4) Evrenin geçmişinde oluşan olaylar incelenerek, geleceğe ilişkin bir yordama yapılabilir. Sözgelimi, Jüpiter Gezegeni şu zamanda, yörüngesinin şurasında ve bize bu kadar uzaklıkta olacaktır, denilebilir. Gözlem ve deneylerde küçük hatalar çıkabilme olasılığına karşın tahminlerimiz büyük ölçüde doğrulanır.
5) Klasik fizik ile incelenen her sistem ya da olay birbirinden bağımsız olarak düşünülür; bu sistemi oluşturan ve birbiri İle iletişim olanağı bulunmayan varlıklar bütünüyle ayrı olarak ele alınır.
6) Klasik olarak incelenen olay, gözlemci ve kullanılan deney aleti ile değişiklik göstermez.
Kuantum görüşünün kabul edilen temel olguları ise:
a) Olayların incelenmesinde kompleks yapıda ve bir olasılık denklemi olan Schrödinger dalga denklemi kullanılır. Bu denklemden vj/ dalga fonksiyonu bulunup işlemlerde konarak, konum, momentum ve diğer nicelikler elde edilir.
b) Fiziksel nicelikler kesikli parçalı yapıda ele alınır.
c) Kuantum teorisi fiziğe kuşku götürmez bir biçimde belirsizlik (indeterminizm) olgusunu sokmuştur.
d) Parçacıklar söz konusu olduğunda her büyüklük olasılıklarla belirlenir ve gelecekle ilgili tahminler olasılıklara dayanarak yapılabilir. Örneğin ışığın yapı taşı olan fotonların, uzayda bir yerde bulunması ancak olasılıklarla belirlenir.
e) Birbiriyle hiç iletişim olanağı bulunmayan iki varlık arasında "bağlılaşım-correlation" görülebilir. Örneğin aynı kaynaktan çıkan fotonların karşıt doğrultularda göstermiş olduğu davranışları, birbiri ile uyuşum halindedir.
f) Kuantumda; gözlemci, gözlenen ve gözlem aleti birbiriyle bir bütünlük oluşturur. Bunlar birbirlerinden ayrı düşünülemez.
Görüldüğü gibi klasik fizik ile kuantumcu düşünce birbirinden bir çok noktada farklılık gösterir. Bu farklılıklar ayrıntılı olarak göz önüne alındığında şu yorumlar yapılabilir:
Kuantum teorisinin önemli buluşlarından birisi belirsizlik bağıntısıdır. 1927'de Heissenberg tarafından ortaya konulan bu bağıntıya göre mikro boyutta tanımlı bir parçacığın, eş zamanlı olarak konum ve momentumunun tesbit edilmesi en az Planck sabit (h) kadar bir hata içerir. Aynı olgu eşzamanlı olarak, parçacığın enerjisi ile bu enerjiyi taşıdığı zaman için de söz konusudur. Örneğin bir elektronun bulunduğu uzayda konumunun tesbiti İçin, elektronun üstüne büyük frekansta ışık göndermeliyiz. Aksi halde elektronu gözlemleyenleyiz. Bu durumda yüksek frekanslı ışık elektronun konumunu belirler. Ancak elektrona bir hız verir. Dolayısıyla konumun belirlenmesiyle beraber parçacığın hızını ve momentumunu yitirmiş oluruz . Tersi olarak; elektronun momentumunu belirlemek İçin küçük frekanslı ışık kullanırız, bu durumda da konum belirlenemez.
İkinci önemli bulgu da "dalga/parçacık dualite'dir. Huygens'ten beri ışığın kırınım ve girişim yaptığı biliniyordu.Örneğin ışık Young deneyi düzeneğinden geçirilirse karşıdaki ekranda aydınlık-karanlık noktalar oluşur. Yani girişim yapar. Yine yarım bardak suya sokulan bir kalemin kırık olarak algılandığı görülür. Bu gibi olayların hepsi ancak dalga modeliyle açıklanabilir. Einstein'ın fotoelektrik olayını açıklamasından sonra ışığın parçacıktı yapıda olması gerektiği bulundu. Yine ışığın cisimler üzerine uyguladığı anlık basınçlar ve Geiger sayacında göstermiş olduğu etkiler bunu destekler. Sonunda Bohr, "Işığın dalgacık mı tanecik mi olduğunu belirlenmesi ancak gözlemcinin sorduğu soruya göre cevaplanabilir" diyerek gözlemcinin de vazgeçilmez biçimde teoride yerini alması gerektiğini belirtir.
Kuantum teorisinin felsefesi
Ünlü kuramcı Bohr, "Kuantum teorisiyle şok olmayan kimse, onu anlamamıştır" der. Gerçekten de matematiksel olarak açık bir şekilde ifade edilmesine karşın bu teorinin felsefi alanda yorumlanması ve oluşturduğu problemlerin çözümlenmesi bir hayli zor görülüyor.
Kuantum teorisi bilime ve doğaya farklı bir bakış açısı getirmiştir. Şimdi, bu yenilikleri görebilmek için klasik ve kuantumlu anlayışın belli başlı özelliklerini ortaya koyalım. Öncelikle klasik fiziğin felsefi dayanaklarına bakarsak:
1) Klasik fizikte, bir cismin hızı, ivmesi, enerji ifadeleri gibi tüm nicelikler cismin konumunun zamana göre diferansiyelleri ile ifade edilir.
2} Yukarıda sözü edilen momentum. enerji gibi fiziksel büyüklüklerin bütün olarak ele alındığı görülür.
3) İrdelenen olaylar belli bir kesinlik, belirlilik taşır ve istenilen doğrulukta ve aynı anda bütün fiziksel büyüklükler ölçülebilir.
4) Evrenin geçmişinde oluşan olaylar incelenerek, geleceğe ilişkin bir yordama yapılabilir. Sözgelimi, Jüpiter Gezegeni şu zamanda, yörüngesinin şurasında ve bize bu kadar uzaklıkta olacaktır, denilebilir. Gözlem ve deneylerde küçük hatalar çıkabilme olasılığına karşın tahminlerimiz büyük ölçüde doğrulanır.
5) Klasik fizik ile incelenen her sistem ya da olay birbirinden bağımsız olarak düşünülür; bu sistemi oluşturan ve birbiri İle iletişim olanağı bulunmayan varlıklar bütünüyle ayrı olarak ele alınır.
6) Klasik olarak incelenen olay, gözlemci ve kullanılan deney aleti ile değişiklik göstermez.
Kuantum görüşünün kabul edilen temel olguları ise:
a) Olayların incelenmesinde kompleks yapıda ve bir olasılık denklemi olan Schrödinger dalga denklemi kullanılır. Bu denklemden vj/ dalga fonksiyonu bulunup işlemlerde konarak, konum, momentum ve diğer nicelikler elde edilir.
b) Fiziksel nicelikler kesikli parçalı yapıda ele alınır.
c) Kuantum teorisi fiziğe kuşku götürmez bir biçimde belirsizlik (indeterminizm) olgusunu sokmuştur.
d) Parçacıklar söz konusu olduğunda her büyüklük olasılıklarla belirlenir ve gelecekle ilgili tahminler olasılıklara dayanarak yapılabilir. Örneğin ışığın yapı taşı olan fotonların, uzayda bir yerde bulunması ancak olasılıklarla belirlenir.
e) Birbiriyle hiç iletişim olanağı bulunmayan iki varlık arasında "bağlılaşım-correlation" görülebilir. Örneğin aynı kaynaktan çıkan fotonların karşıt doğrultularda göstermiş olduğu davranışları, birbiri ile uyuşum halindedir.
f) Kuantumda; gözlemci, gözlenen ve gözlem aleti birbiriyle bir bütünlük oluşturur. Bunlar birbirlerinden ayrı düşünülemez.
Görüldüğü gibi klasik fizik ile kuantumcu düşünce birbirinden bir çok noktada farklılık gösterir. Bu farklılıklar ayrıntılı olarak göz önüne alındığında şu yorumlar yapılabilir:
Kuantum teorisinin önemli buluşlarından birisi belirsizlik bağıntısıdır. 1927'de Heissenberg tarafından ortaya konulan bu bağıntıya göre mikro boyutta tanımlı bir parçacığın, eş zamanlı olarak konum ve momentumunun tesbit edilmesi en az Planck sabit (h) kadar bir hata içerir. Aynı olgu eşzamanlı olarak, parçacığın enerjisi ile bu enerjiyi taşıdığı zaman için de söz konusudur. Örneğin bir elektronun bulunduğu uzayda konumunun tesbiti İçin, elektronun üstüne büyük frekansta ışık göndermeliyiz. Aksi halde elektronu gözlemleyenleyiz. Bu durumda yüksek frekanslı ışık elektronun konumunu belirler. Ancak elektrona bir hız verir. Dolayısıyla konumun belirlenmesiyle beraber parçacığın hızını ve momentumunu yitirmiş oluruz . Tersi olarak; elektronun momentumunu belirlemek İçin küçük frekanslı ışık kullanırız, bu durumda da konum belirlenemez.
İkinci önemli bulgu da "dalga/parçacık dualite'dir. Huygens'ten beri ışığın kırınım ve girişim yaptığı biliniyordu.Örneğin ışık Young deneyi düzeneğinden geçirilirse karşıdaki ekranda aydınlık-karanlık noktalar oluşur. Yani girişim yapar. Yine yarım bardak suya sokulan bir kalemin kırık olarak algılandığı görülür. Bu gibi olayların hepsi ancak dalga modeliyle açıklanabilir. Einstein'ın fotoelektrik olayını açıklamasından sonra ışığın parçacıktı yapıda olması gerektiği bulundu. Yine ışığın cisimler üzerine uyguladığı anlık basınçlar ve Geiger sayacında göstermiş olduğu etkiler bunu destekler. Sonunda Bohr, "Işığın dalgacık mı tanecik mi olduğunu belirlenmesi ancak gözlemcinin sorduğu soruya göre cevaplanabilir" diyerek gözlemcinin de vazgeçilmez biçimde teoride yerini alması gerektiğini belirtir.
