Aydınlanmanın Fiziği 1 M

7/24/2019 Aydınlanmanın Fiziği 1 M

http://slidepdf.com/reader/full/aydinlanmanin-fizigi-1-m 1/8

Aydınlanmanın Fiziği

Kuantum fiziğinin muhteşem dünyasıyla ilgili size birkaç akıl çelici kavramdan bahsederek,bilincin buradaki rolünü tarif etmek, aydınlanma yolu yürüyüşümüzde mevcut halimizi

sorgulamayı ve mümkünse sorgulatmayı denemek istiyorum.

Yürüyor olduğumuz yolda, karşılaştığımız bazı noktaların neden “kaçınılmaz şekilde öyle

olması” ya da “yaşanması” gerektiğinin, kendimce, spekülasyonlarını da paylaşmak

niyetindeyim.

Kuantum fiziğinin liderlerinden Niels Bohr diyor ki, "Atom kuramı ile ilgili paralellikleri

aramak istiyorsak, ... insanı var oluşun büyük dramı sırasında hem seyirci ve hem de aktör

olarak ele alan Buda ve Lao Tzu gibi düşünürlerin karşılaştıkları sorunlara yönelmemiz gerekecektir.'

Yine aynı ekipten Werner Heısenberg: “Son 'büyük savaştan beri Japonya'nın kuramsal fizik

dalına sağladığı büyük bilimsel katkı, belki de Uzak Doğu geleneklerinde var olan felsef

fikirlerle kuantum kuramının felsef özü ̈arasındaki benzerliğe işaret etmektedir.”

Kuantum Kuramı neden bahseder? Özetle atomlar,

atomların ışınımları, enerjileri ve etkileşimleriyle ilgili bir

teoridir.

Kuantum Kuramı esasen kime aittir? 1918 yılında Nobelfizik ödülüne layık görülen Alman fizikçi Max Karl Ernst

Ludwig Planck, kuantum teorisini oluşturan kişi olarak

anılır.

Planck Işıma Yasası adıyla bilinen teorisini 1900 yılında

Berlin’de sunarak, atomların sürekli titreştiğini, titreşen

atomların sürekli ve gelişigüzel enerji yaydığını, bu enerji

parçacıklarına kuantum adını verdiğini açıkladı. Kuantum

terimi, titreşen atomların belirli düzeylerde enerji yaydığını

veya emdiğini göstermektedir. Bu durumu açıklamak içinyarattığı E=h.v formülü, Planck sabiti olarak anılır ve

Kuantum kuramın temel denklemi olarak kabul edilir.

Gelin şimdi kuantum fiziğinin gizemli, eğlenceli, uçuk kaçık kavramlarından bazıları tanırken,

bir yandan da içimizde ve dışımızdaki evrenin sınırlarında gezinip, mümkünse kaybolalım.

Kuantumun Gizemi: Gözlediğimiz, aslında var olanın sadece çok küçük bir

kısmı



Çift Yarık Deneyi

Kuantum fiziğinin, ya da daha doğrusu dünyada bugüne kadar yapılan tüm deneysel

çalışmaların, bence, en şaşırtıcı sonuçlarını üreten bu deney, evreni ve içindeki her şeyi

algılayışımızla ilgili ciddi sorgulamalara yol açmıştır.

Hatta bu olağanüstü basit deney, deneyi yapanlardan bağımsız olarak, haklı bir şöhrete sahip

olarak, pek çok deneysel fizikçinin ve disiplinler arası çalışan sayısız bilim insanının, pek çok

bilimsel kavramdan şüphe duymasına yol açmıştır.

Nasıl açmasın ki? İnsan aklıyla tasarlanan ve içinde bir bilinç olmadığı düşünülen deneysel

araçların ve atomik yapıların, aslında, bir bilince sahip olduğuna dair deliller ortaya koyan bir

fenomenden söz ediyoruz. Sonuçları itibarıyla, Einstein dâhil, teorik-deneysel-parçacık-atom

fiziği dünyasının tüm üyelerini hayrete düşürerek, “Bu nasıl olabilir?” sorusunu sordurmuş bir

atom altı parçacıktan bahsediyoruz.

“Bu nasıl olabilir?” sorusunun hala yankılandığı koridorlara sahip laboratuvarlarda, benzer

deneyler yapılmaya ve olası bir cevap üretilmeye çalışılıyor. Ancak nafile! Çabalar, gelişen

teknolojiyle birlikte çok daha kesin ve hassas ölçümleri ve deney düzeneklerini beraberinde

getirse de sonuç değişmiyor: Nasıl olduğu hala bilinmiyor!

Peki, şimdiye kadar bunca söz ürettiğimiz bu pek meşhur çift yarık deneyi nedir, nasıl

yapılmıştır, amatör fizik meraklıları bunu kendi evlerinde deneyebilirler mi?

Fritjof Capra bu konuda diyor ki: “Modern atom-altı

fiziği ile ilgili herhangi bir deney yapmak veya bir deneyi

tekrarlamak isteyen bir kişinin, yıllar süren yoğun bireğitimden geçmesi gerekmektedir. Ancak böyle yorucu

bir eğitimi aldıktan sonradır ki, bu kişi doğaya deney

aracılığı ile belirli bir soru yöneltebilme ve doğanın bu

soruya verdiği cevabı anlayabilme düzeyine

erişebilmektedir.”

Öncelikle temel bilgileri açıklayalım

Temel Newton Fiziği der ki: Işığın yayılma modeli olarak,

ışığın parçacık olma teorisi baz alınır. Yani ışığıntemelinin parçacıklardan oluştuğu ve hareketinin de bir

parçacığa uygun şekilde olması gerektiği vurgulanır. Bunun tıpkı gezegenlerin tabi olduğu

evrensel fizik kanunlarına uygun olduğu sonucuna varılır. Eğer bu doğru olsaydı, çift yarık

deneyinde ortaya çıkacak desenin şöyle olması gerekiyordu:



Arkadaki engelde/duvarda iki ayrı aydınlık

alanın olması gerekirdi.

1800’lerin başında, bir başka İngiliz fizikçi

Thomas Young, sonraları Young Deneyi de

denen çift yarık deneyini tasarlarken amacı,ışığın doğasına dair duyduğu karşı konulamaz

merakını gidermek ve kafasında kendisini

uykusuz bırakan “ışığın dalga şeklinde

olabileceği” teorisini sınamaktı.

Bu deneyi tasarlarken Young, sadece güneş ışığını kullanmış,

yarıklar yerine de iğne deliklerini koymuştur. İğne deliğinden

yayılan ışığı, üzerinde birbirine yakın iki iğne deliği bulunan ve

deliklerin ilk kaynağa uzaklıkları eşit olacak şekilde yerleştirilen

saydam olmayan bir engele düşürmüştür.

Birinci iğne deliğinden herhangi bir anda çıkan ışık arkasındaki

engelde/duvarda düz bir şerit halinde izler bırakır. Bu ışığın

parçacık özelliğinin, zaten o dönemde de bilinen, malum

sonucudur. Young bunu bir adım öteye taşıyarak

yarıkların/deliklerin sayısını ikiye çıkartır ve parçacıkların nasıl

yayılacaklarını ve arkalarındaki engelde/duvarda nasıl iz

bırakacaklarını gözlemlemek ister.

İşte bu bilim tarihinin en önemli ve gizemli deneylerindenbirinin dönüm noktasıdır.

Zira bir iğne deliğinden geçen parçacıklar arkalarındaki diğer iki iğne deliğinden de aynı anda

geçerek, eş zamanlı olarak duvarda izler bırakmaya başlarlar.

Young’ın tahmin ettiği gibi eş fazda ilerleyen ışık engelde/duvarda, dalgaların girişim

desenlerine benzer izler bırakmaya başlar.



Perdede bir parlak bir karanlık olarak sıralanan girişim çizgileri görülmektedir. Tıpkı ışığın dalga

modelinde ön görüldüğü gibi, en ortadaki desen parlaktır ve yanlarında oluşan çizgiler yarıklara

paraleldir.

Bu deneyin sonuçları bilim dünyasında hızla yayılmış, ve kendi teorilerini ispat etmek isteyen

diğer bilim insanlarına ilham kaynağı olmuştur.

Nihayetinde 1815 yılında İskoç fizikçi James Clerk Maxwell ,

yakın dostu Michael Faraday ’ın öngörülerine dayanarak

giriştiği araştırmalarının sonucunda ünlü Maxwell

denklemlerini yayınlamış ve ışığın bir elektromanyetik dalga

olduğunu ispatlamıştır.

Max Planck , 1900’de Planck Işıma Yasası adıyla bilinen

teorisini ortaya koyduktan sonra, atomların sürekli

titreştiğini, titreşen atomların sürekli ve gelişigüzel enerjiyaydığını öne sürer. Bu atomik düzeyde, bilinen tüm klasik

fizik kanunlarına zıt görüşler ve bilgiler veren bu teoriye

destek bir beş sene sonra, o zamanlar çılgın fikirlerle dolu

genç ve heyecan verici bir fizikçiden gelir.

Öyle ki, 1905 yılında, ışığın kuantadan oluştuğunu, yani

enerji paketçiklerinden (daha sonraları buna fotondenecektir) müteşekkil olduğu gibi ilginç bir teori öne sürer.

Buna ek olarak, bir kaynaktan yayılan ışık veya daha yüksek

enerjili elektromanyetik dalgaların (mesela morötesi ışın) bir

madde yüzeyine düşmesi sonucu maddeden elektron

yayınlandığını iddia eder ve ispatlar. Buna da Fotoelektrik

Etki adını verir. Ve bu keşfiyle Nobel Fizik Ödülüne layık

görülür.

Bu genç fizikçi Albert Einstein’dan başkası değildir. Ta 1915

yılında, bu ve takip eden savları, bir deneysel fizikçi olanMilikan tarafından ispat edilene kadar, Einstein teorik fizik

camiasının göz önünde tuttuğu ama hep şüpheyle baktığı

“aptalca savlara sahip” bir fenomendir.



Kuantum Alanına Giriş

Açıklanamayan bazı durumlar, ışığın dalga şeklinde yayılmasına rağmen nasıl bazı yerlerde

parçacık gibi davrandığı gibi, bir yüzyıl sonra 1905 yılında Einstein’ın Nobel ödülü aldığı

Fotoelektrik Etki makalesiyle çözümlenmiş oldu.

Takip eden yıllarda, çift yarık deneyi, gelişen teknoloji ve ölçüm aletleri sayesinde gelişmiş

laboratuvarlarda farklı varyasyonlarıyla tekrar edilmeye devam etti.

Deneylerde yapılan ufak değişiklikler ışığın doğasına dair çok garip sonuçlar üretmeye başlar:

Bu deneyi tek başına bir foton (Işık, E=hf enerjili paketçikler halinde yayılır ve soğurulur. Bu ışık

paketçiklerine foton denir; yani fotonlar, ışık parçacıklarıdır.) gönderecek şekilde düzenleyen

bilim insanları, fotonun deliklerin sadece birinden geçip karşı duvara ulaşacak ve herhangi bir

girişim deseni oluşmayacağını, deliklerin/yarıkların karşısında birer aydınlık hat oluşması

gerektiğini varsayarak deneylerine başlarlar.

Kaynaktan tek tek gönderilen fotonların bir hat oluşturması için belirli bir süre beklendiğinde,

beklenenin aksine, her iki deliğin karşısında iki hat oluşmayıp, aynı bir anda gönderilen

fotonlarda olduğu gibi dalga girişim etkisi görülmüştür.

Bunun anlamı, her nasılsa tek tek yollanan her bir foton, her iki yarıktan da aynı anda geçmiş

ve kendisi ile girişim yapmıştır.

Yukarıdaki gibi, arka taraftaki duvarda, dalga girişim desenleri oluşmuş ve karanlık-aydınlık

bölgeler belirmiştir.

Bu muazzam sonuç, ışığın-elektronların ve atomların doğaları hakkında çok ilginç sorular

sorulmasına sebep olmuştur. Nihayetinde fotonun oluşturduğu girişim deseninde, bir

noktada dalgaların birbirini yok etmesi görünüyorsa (karanlık alanlar), bu fotonun yok

olduğunu değil, sadece o noktada fotonun belirmesi olasılığının azaldığını ve başka birnoktada arttığını belirtmektedir.



Deneyi Biraz Daha İlginç Hale Getirelim

Bilim insanları, çift yarık deneyinde, fotonların, yarıklardan geçerken ki konumlarını bulmak

üzere, yarıkları izleyen ve teker teker fotonları sayan bir detektör koymayı akıl ederler. Amaç,

fotonun tek bir yarıktan mı yoksa her ikisinden birden mi geçtiğini tespit etmektir.

Detektör açılıp çalışmaya başladığında, parçacığın hangi yarıktan geçeceğini tespit etmeyen

yarayacak olan bu değişiklik, ekrandaki girişim deseninin görünürlüğünü azaltır.

Detektör kapandığında girişim deseni yine görünmeye başlar.

İşte tam da bu noktada, hem ışığın hem dalga hem de parçacık özelliğini aynı anda

gösterememesi olgusu ortaya çıkar ve hem de “seçilen bir anda fotonun ekranın her hangi

bir yerinde olabileceği” prensibi doğar.



Başka bir deyişle “Bir olay gerçekleşmeye başladığında, onu gözlemlemeye başlayan biri

olana kadar, olay sonsuz olasılıkta sonuç üretir .”

Kuantum mekaniğinin meşhur ölçüm problemi , bu deneylerin sonucunda düşünülmeye ve

gözlemlenmeye başlar. Ve 1926’da Erwin Schrödinger ’in Dalga Fonksiyonu formülü ile

tanımlanana kadar da bir muamma olarak fizik tarihindeki yerini alır.

Niels Bohr tüm bu gariplikleri toparlayan Kuantum Mekaniğine

dair yorumunda, “Gerçekliğin sadece bir kelime olduğunu, bizim

dışımızda (zihnimizin dışında) bir gerçekliğin olamayacağını,

gerçekliğe yaklaşmak için atacağımız her adımda (her ölçümde)

ne kullanırsak kullanalım, gerçeklik olgusunu değiştireceğimizi”

anlatmaya çalışmıştır.

Ancak ve ancak bir gözlemci bir atoma baktığında / ölçtüğünde

“gerçeklik” dediğimiz olguyla karşılaşılır; bu da ancak birolasılıktan ibarettir.

Kuantum fiziğinin en eğlenceli ve bilgilendirici dehalarından

biri olan Richard Feynman deneydeki “gözlem aygıtları” ile

ilgili şöyle bir yorum yapmış: “Doğa, işlerini öylesine

beceriyor ki bunları nasıl yaptığını anlamayı bir türlü

beceremiyoruz. Işığın nereden geçtiğini gösterecekaygıtlar koyarak bunu görmesine görüyoruz; ama

harikulade girişim olayları yok oluyor. Fakat ışığın

nereden geçtiğini söyleyecek aygıtlarımız yoksa girişim

etkileri geri geliyor. Gerçekten çok tuhaf!”



Ezoterik Yorumum

Klasik fiziğe göre, başlangıç koşulları bilinen bir sistemin işleyişiyle ilgili, neden-sonuç ilişkileri

gereğince, zaman içindeki değişimlerini bilebiliriz. Mesela çift-yarık deneyinin birinci

versiyonunda, ışınlanan bir fotonun, tek bir yarıktan geçerek arkasındaki bir ekranda nereye

düşeceğini bilebiliriz.

Ancak aynı deneyin adı gibi çift-yarıkla yapılan versiyonunda böyle bir belirlilik mümkün

değildir. Aynı kaynaktan çıkan bir fotonun ekranın neresine düşeceği belirli değildir.

Einsten’ın öğrencilerinden John Wheeler (karadelik veya solucan deliği terimlerinin de

yaratıcısıdır), önerdiği “geciktirilmiş gözleme dayalı çift yarık deneyi” sayesinde, nedenselliğin

aslında evrende bizim bildiğimiz anlamda var olmadığını ortaya koydu.

Bu belirsizlik aslında hayatın temel süreciyle ilgili hakikatlerden biridir: Belirsizlik, akıp giden

zaman içinde, sürekli değişimin olmazsa olmaz özelliğidir. Her an tüm atomlarımız,

moleküllerimiz, hücrelerimiz geri dönüşü olmayan bir değişimin ve geçicilik içindedir.

Olayların bize bir önceki başka bir olayın sonucu gibi gözükmesi, içinde yaşamaya mahkûm

olduğumuz uzay-zaman kafesinin bir yan etkisi olmalı. Bu kafesten kurtulmayı başaran nice

aydınlanmış zihin, olayları bir bütünsellik içinde görmeyi başarmış olmalı. Bunu dile getirmek,

dilimizin ve kelimelerin mevcut uzay-zamanın sınırlarına tabi olmasından dolayı, neredeyse

imkânsız.

Ustaların susması bu yüzden olsa gerek!

Buda’dan sonra bu olguyu şu meşhur sözleriyle Heraklitus ne güzel ifade etmiş“ Aynı nehirdeiki defa yıkanamazsınız! ”

Bu geçicilik yaşadığımız her şey için geçerlidir. Hazlarımız için de, acılarımız için de! Hazların

ve acıların bir müddet sonra geçeceği, sabit kalmayacağı, ne yaşarsak yaşayalım bunun

değişmeyeceği bilgisi içimizi öyle bir doldurmalıdır ki, yaşadığımız her an ne getirirse getirsin,

bunu keyifle ve olduğu gibi karşılayabilelim.

Gerçek içimizde, yani zihnimizdedir. Başka bir yere baktığınızda, gözleminizin bir parçacı

olarak hakikatin tamamını görmemiz imkânsızdır. Ne zaman ki içimize döner, iç gözümüzle ve

yoğunlaştırılmış zihnimizle farkındalığımızı yükseltiriz, o zaman sezgisel bilgi akmaya başlar ve

hakikatin damlalarıyla yıkanmak kaçınılmaz olur.

Bir sonraki durağımız bu deneylerin sonuçlarıyla kuantum mekaniğinin garip yasalarını

üretmeye başlayan bir kıvılcım olan “ölçüm problemi” olacaktır.

Çift yarık deneyini en iyi anlatan animasyonlardan biri için bu videoyu seyredebilirsiniz:

https://youtu.be/H6HLjpj4Nt4



http://video.uludagsozluk.com/v/%C3%A7ift-yar%C4%B1kta-giri%C5%9Fim-deneyi-31799/





Documents

Aydınlanmanın Fiziği 1 M