Klasik Fizik İle Kuantum Fiziğinin Karşılaştırılması
Klasik fiziğin mekanistik, deterministik, lojik ve kesin olmasına karşılık; kuantum fiziği mekanistik, ‘klasik’ lojik, kesin ve deterministik değildir. Bunlar sırasıyla şu anlama gelirler:
- Klasik fizik sistemleri ya parçacıklardan ya da dalgalardan oluşmaktadırlar; oysa kuantum nesneleri parçacık-dalga ikili görünümüne sahiptir.
- Bir klasik sistemin bir t anındaki durumunu bilirsek, daha sonraki bir
anında sistemin hangi duruma geleceğini Newton+Maxwell denklemleri bize söyler. Oysa kuantum sistemi, olası durumundan birine gidebilir; hangisine gideceği hakkında ancak bir olasılık söyleyebiliriz. - Klasik fizik, nedensellik (causality) ilkesi üzerine kurulmuş iken, kuantum fiziğinde nedensellik ilkesi geçersizdir. 1926’da Born, çarpışmalar üzerinde tartışırken çarpışmalarla ilgili olarak şunları yazmıştır:
“Çarpışmadan sonra durum nedir? Çarpışmanın verdiği bir sonucun olasılığı nedir? Sorusuna yanıt alınabilir. Bizim kuantum mekaniğinin bakış açısından, tek bir olaydaki bir çarpışmanın sonucunu nedensel olarak belirleyen hiçbir nicelik yoktur”.
M. Born, dalgaların maddesel özellikte olmadığı, sadece birtakım olasılıklar temsil ettiği düşüncesini getirir. Bu yorumun, atom sorununa beklenmedik bir yön verdiğini görüyoruz.
Elementer nesnelerin davranışları, nedensel yasalara değil olasılık yasalarına uymaktadır; ancak bu olasılık yasalarının biçimi matematiksel yapıları açısından dalgalara benzemektedir. Bu yorumda, dalgaların maddesel cisimlere özgü bir gerçekliği yoktur, yalnızca matematiksel nicelikleri söz konusudur. Bu düşünceyi sürdüren Heisenberg, bir parçacığın izlediği yolu öndemeye ilişkin belli bir belirsizlik olduğunu kendi adıyla anılan ‘Belirsizlik İlkesi’ ile gösterdi. Born ile Heisenberg’in ortaya koydukları bu sonuçlarla, mikroskobik düzeyde olguların nedensel yorumundan istatistiksel yorumuna doğru önemli bir adım atılmış oldu. Bireysel atomik olguların nedensel yasalarla belirlenmediği, yalnızca olasılık yasalarını izlediği anlaşıldı. Born ile Heisenberg’in sonuçlarını birleştiren Niels Bohr sonunda ‘bütünleyici’ ilkesini geliştirir. Buna göre, Born’un yorumu, sorunu, yalnızca bir yönüyle ele alıştır; öte yandan, dalgaları fiziksel olarak gerçek sayıp, parçacıları yok kabul etmek da olasıdır. Bu iki yorumun birinden birini seçmenin yolu yoktur; çünkü Heisenberg’in belirsizlik ilkesi, kesin deneye olanak vermemektedir.
Yorumlardaki ikilem böylece son biçimini almış oldu. de Broglie’nin hem o hem öbürü buluşu artık hem parçacıkların hem de onlarla birlikte giden dalgaların aynı zamanda var olduğu anlamında değildir; yalnızca aynı fiziksel gerçekliğin iki yoruma da açık olduğu gibi dolaylı bir anlatımı içermektedir; öyle ki, yorumlardan her biri ötekisi kadar doğrudur ama ikisini de bir ilkede birleştirmenin olanağı bulunamamıştır. Mantıkçıya sorulursa, o muhtemelen şöyle diyebilir:
“Hem o hem öbürü ifadesi, fiziğin diline değil, bir üst-dile, yani fiziğin dilini konu alan bir dile aittir. Başka bir deyişle, bu ifade fizikte değil, ama fizik felsefesinde geçmelidir; çünkü fiziksel hiçbir nesneyi simgelememekte, ama fiziksel nesnelerin olası betimlemelerine yollama yapmaktadır. Bu nedenle fizikçinin değil filozofun inceleme alanına girer”.
- Klasik fizik, deneyimlerimizle kazandığımız mantığa uyar; oysa kuantum fiziğinin mantığı bundan çok farklıdır.
Bu mantığı anlamak için fizik dünyasına ilişkin önerme ve açıklamaların anlamı üzerinde durmak zorundayız.
Bilgi, gözlemle başlar, dışımızda ne olup bittiğini bize duyularımız söyler; ama biz gözlemlediğimiz şeylerle yetinmeyiz. Doğrudan gözleyemediğimiz şeyleri araştırıp öğrenmeyi isteriz. Bunun için, gözlemsel verileri birbirine bağlayarak, gözlenmeyen nesneleri açıklamaya çalışan bir düşünce sistemiyle amacımıza ulaşmaya çalışırız. Güçlük şu ki, kuantum mekaniksel açıdan türettiğimiz düşünceler bizim doğrudan gözlemleyemediğimiz nesneler olduğu için her zaman bizim sağduyumuza uygun olamayabiliyorlar.
Artık, küçük nesneler dünyasının büyük nesneler dünyasıyla aynı basit yapıda olmadığını biliyoruz. Atomik boyutlar, gözlemlenmeyenlerin belirlenmesine olanak vermektedir. Bu gözlemlenmeyen nesnelerin çeşitli dillerde betimlenebileceğini ama bunlardan hiçbirinin tek doğru dil sayılamayacağını bilmeliyiz. Kuantum-mekaniksel olguların işte bu özelliğinde, Bohr’un bütünleyici ilkesinin derinleşen anlamını bulmaktayız. Bohr, dalga ve parçacık betimlemelerini bütünleyici sayarken şunu demek istiyor: Birinin yeterli bir yorum oluşturduğu yerde ötekisi yetersiz kalmakta ve tersine, yetersiz kaldığı yerde ötekisi yeterli olmaktadır.
Mantıkla gerçekleştirilen bazı değişiklikler yardımıyla değişik bir yaklaşım oluşturulmuştur. Dillerin ikirciliği (kararsızlığı) ya da bütünleyiciliği yerine daha kapsamlı bir dil biçimi ortaya konmuştur. Bu dil, mantıksal yapısı yönünden kuantum-mekanik mikrokozmuna özgü oluşumlara uygulanabilecek esneklik ve genişliktedir. Bizim bilim dilimiz iki değerli bir mantığa dayanır; yani, “doğru” ve “yanlış” diye belirlenen iki doğruluk değeri söz konusudur. Oysa belirsizlik diye üçüncü bir doğruluk değerine de yer veren üç değerli bir mantık kurulabilir. Bu mantıkta önermeler doğru, yanlış ya da belirsiz diye nitelendirilebilir. Üç değerli mantık aracılığıyla kuantum mekaniği, bir tür yansız bir dille yazılabilir. Artık dalga ya da parçacıktan söz edilmez; ama olasılıklardan, yani çarpışmalardan söz edilir ve iki çarpışma arasındaki yolda olup bitenler belirsiz sayılır. Bu mantık, görebileceğimiz kadarıyla kuantum fiziğinin temel yasasını yansıtıcı niteliktedir.
