Schrödinger’in Kedisi

Erkut Altındağ

erkutaltindag@gmail.com

Bilim insanlarının uğraş alanlarının başında doğa bilimleri gelmektedir. Fizik, bu bilimler arasında yer alan ve evrensel yasaları daha iyi anlamamıza yardım eden bir anabilim dalıdır. Bildiğimiz fiziksel yasalar yani klasik mekanik nesnelerin konum ve momentumları bilgilerini kullanarak, çeşitli kuvvet alanları altında nasıl hareket etmeleri gerektiğini bulmaya çalışır. Kuantum Kuramı adını verdiğimiz ve 20. yüzyılda Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr, Werner Heisenberg, Erwin Schrödinger gibi bilim insanları tarafından geliştirilen yeni kuram ise bu olayı bambaşka bir şekilde açıklar. Parçacıklar artık doğrudan 3 konum ve 3 momentumla tanımlanmak yerine bir “dalga fonksiyonu” ile tanımlanırlar. Bu dalga fonksiyonu parçacığın bütün bilgisini içinde barındırır ve dalga fonksiyonuna uygun “sorular” sorularak gerekli bilgi alınır. Örneğin konum bilgisi için dalga fonksiyonuna “parçacık nerede?” sorusunu sorarsınız, o ise size parçacığın nerede sorusunu sorduğunuz anda nerede olabileceğini söyler. Buradaki kritik nokta olabilirliktir, yani olayların gerçekleşme ihtimalleridir. Bu, dalga fonksiyonunun aynı zamanda “olasılık fonksiyonu” olarak da adlandırılmasına sebep olmaktadır.

Kuantum Mekaniği alanındaki en önemli teoremlerden birisi olan Schrödinger’in Kedisi, bilim dünyasında oldukça tartışılan konuların başında gelmektedir. Temel Dalga denkleminin de yazarı olan Erwin Schrödinger, başta Stephen Hawking olmak üzere birçok bilim adamının karşıt görüş geliştirdiği teoreminde, Kuantum Mekaniği’nin mantığını anlatan olağanüstü bir örnek vermiştir. Bir kutunun içerisine koyulan sağlıklı bir kedi olduğunu düşünelim. Aynı zamanda bu kutuda, açığa çıktığı zaman kediyi hemen öldürebilecek çok zehirli bir gazın bulunduğu bir şişe olduğunu da varsayalım. Ancak gazın şişeden salınmasını engelleyen bir mekanizma var. Bu mekanizma, bozulma yarı ömrü 1 saat olan bir radyoaktif parçacık ile kontrol ediliyor. Bu mikroskobik parçacığın davranışı, yani ne kadar süre ile şişeyi kontrol edebileceği kuantum mekaniği ile açıklanmaktadır. Artık kedinin kaderi bu parçacığın davranışına bağlıdır. Ancak tam bu noktada, Schrödinger’in ortaya attığı iddia akılları karıştırıyor. Schrödinger, 1 saat sonunda kedinin canlı olma veya ölü olma olasılıklarının eşit olduğunu söylüyor. Yine de kedinin durumu “öldü” ya da “ölmedi” veya “yaşıyor” ya da “yaşamıyor” gibi uç durumlardan ibaret değil. Bir gözlemci kutunun içerisine bakıp durumu görene dek kedi iki durumu da aynı anda yaşıyor: hem ölü, hem de hayatta. Yani yarı ölü – yarı diri… Kafanız karıştı değil mi? O halde işin içine biraz daha detaylı bilgi katalım.

Anlam veremediğimiz asıl konu kedinin nasıl hem ölü, hem de canlı olma durumlarını aynı anda yaşıyor olduğu, değil mi? Örneğin bir insan hem yaralı, hem de yaralı değil olamaz. Ya yaralıdır, ya değildir. İki durumun aynı anda gerçekleşmesi bildiğimiz fizik kuralları ile mümkün gözükmemektedir. İşte burada Kuantum Fiziği kuralları devreye giriyor. Eğer kutuyu bir gözlemci açarsa kediyi ölü ya da canlı olarak bulacaktır. Fakat kutu açılmadan önce kedinin kuantum durumu, ölü kedi ile canlı kedi arasında bir durum olacaktır. İşte olayı karmaşık hale getiren bu sürecin temelinde her nesnenin veya olgunun sadece tek bir geçmişe sahip olduğu kavramını savunan gerçekçi (ve bizim bildiğimiz fizik kuralları çerçevesinde) görüşün hâkim olması yatmaktadır. Kuantum mekaniğinde bir nesne veya insan sahip olabileceği mümkün olan tüm geçmişlere sahiptir. Schrödinger’in Kedisi teoreminde kedinin iki geçmişi bulunmaktadır. Birisinde kedi ölmüştür, diğerinde ise hayattadır. Kuantum Teorisi’nde bu iki olasılık birlikte var olabilir. Ancak gerçek fizik kurallarında ve bilinen diyalektiğinde felsefe çizgisinde her canlının yalnızca bir geçmişi olabileceği için bu teorem çıkmaza girmektedir. Birden fazla geçmiş olabileceği kuramı, aynı zamanda paralel evrenlerin mevcudiyeti tezini de Kuantum Felsefesi mantığını kullanarak güçlendirilmektedir. Yani şu anda hem bir mühendis, hem bir bilim adamı, hem bir işsiz olarak yaşadığımız farklı paralel evrenlerin evren döngüsünde yer alması Kuantum Fiziği için kabul edilebilir bir önermedir. Birçok bilim adamının da fikirlerinde belirttiği gibi, Kuantum Mekaniği’ni kabul ettiğimiz anda birçok olay bize komik ve gülünç, hatta inanılmaz gelebilir. Çünkü bu kurallar, bilinen fizik kanunlarının çok ötesinde yer alan kavramlardır.

Bu konuyla bağlantılı olarak verilen bir diğer örnek ise Elitzur-Vaidman bomba sınama problemidir. Tamamen karanlık bir odada, çok güçlü patlayıcılarla birlikte bulunduğumuzu varsayalım. Bu bombaların her birinde ışığa duyarlı detektörler vardır, odadaki en ufak ışık huzmesi bombaların patlamasına yol açacaktır. Ayrıca detektörlere dokunduğunuzda da patlamaktadırlar. Bu bombaların ışığa duyarlı fünyelerin birçoğunun kendine has bir defosu olduğu için çalışmamaktadır. Ancak yine de içlerinde çalışan bombalar da vardır. İşte Kuantum Mekaniği yine bu noktada devreye girmektedir. Problem şudur: İçlerinde defolu olanların da arasından sağlamlığını garanti edebileceğiniz bir bomba seçmekle görevlendirilirseniz ne olur? Klasik fizik kuralları içerisinde bu durumun içinden çıkamazsınız. Bombaların sağlam olup olmadığını anlamak için fünyelerini ışıkla ya da dokunarak kontrol etmek zorundasınızdır. Ancak bu durumda çalışan bombalar patlar. Kısaca, henüz gerçekleşmemiş bir durumun olabilirliğini kanıtlamaya çalışırsınız. Bu durum tam anlamıyla paradoksaldır.

Kuantum Mekaniği’ndeki bir başka çalışma alanı ise zaman kavramı ve zaman yolculuğudur. Zamanın çizgisel bir kavram olduğunu düşündüğümüzde paralel zamanlar ve zaman yolculuğu üzerinde yeni yaklaşımlar ortaya çıkmaktadır. Örneğin günümüzde astrolojiye olan merak aslında bir oyun sisteminden ibaret. Zaman, belirli bir süre sonra tekrar başa dönen bir olgu değildir. Sürekli akmaktadır; bu nedenle de burçların olması ve insanların aynı tip özellikleri taşıması mümkün değildir. Astrolojiyi yakından takip edenlerin yıllardan beri kendilerini kandırdıkları gerçeği, fizik kurallarıyla değil saf mantık ile de anlaşılabilir. Ancak her zaman olduğu gibi çok düşünüp karar vermek yerine düşünme ve değerlendirme aşamasını kısa tutarak, duymak istediklerimizi bize söyleyenlere ve bizi oyalayan bilgilere inanmayı tercih ediyoruz.

Özetlemek gerekirse, Kuantum Mekaniği bir durumu açıklarken aynı anda olabilecek tüm ihtimallerin gerçekleşebileceğini söylüyor. Tüm bu bilgilerin ışığında Kuantum Fiziği’ni analiz ederken bir gerçekle daha karşılaşıyoruz. Örneğin, Schrödinger’in Kedisi deneyinde bir kutu, bir kedi ve kedi için tehlike oluşturabilecek bir zehirli gaz düzeneği var. Tüm bunların yanında, işin içinde bir de “gözlemci” var. Deneye istediği zaman müdahale edip sonuca bakabiliyor ve karar verebiliyor. Eğer gözlemci deneyi aktif olarak kontrol etmezse; kutunun içinde yaşananlarla ilgili olasılıklar mümkün olabilen tüm olasılıkların toplamına eşit. İşte şimdi, kendimizi biraz daha geriye doğru çekip bu modele geniş açıdan bakalım. Eğer bu teoremde bir denek varsa, onu hayatta tutan bir düzenek mevcut ise, bu sistemin başında bir gözlemci bulunuyorsa; tüm bu koşulları sağlayan ve gözlemciye sonucu belirleyebilme hakkını veren bizim algımızın ötesinde bir güç daha olmalıdır. Bunu keşfetmek için ise yeni bir teoriye veya yasaya gerek yok; düşünme yeteneğimizi kullanıp yaşam amacımızı, dünyaya neden geldiğimizi sorgulamamız yeterli olacaktır. Bize verilen sınırlı sürede bizden beklenenler olduğunu, hayatımızı nasıl yaşadığımız ve neler yaptığımızın bir sonuç üzerinde etkisi olacağını net bir şekilde görebiliriz. Belki de bu nedenle insanoğlu tüm canlı türleri içerisinde bir gün öleceğini bilerek yaşayan tek türdür.

Kaynaklar:

www.wikipedia.org
www.zamandayolculuk.com/cetinbal/schrodinger.htm