Lineer Sebep-Sonuç İlişkisi Kuantum Fiziğinde Kaotik İşliyor
Atomaltı
dünyanın ilginç yapısını,
"kuantum mekaniği"
ile açıklamaya çalışan bilim adamları; araştırmalarını
geliştirirken, bu düzeydeki tüm belirsizlik yetmiyormuş gibi
tüm inceleme metotlarını temelinden sarsacak bir yapıyla
karşılaştılar. Atomaltı dünyada doğrusal (lineer) sebep-sonuç
ilişkisi geçerliliğini yitiriyor; doğa, kaotik olarak
tanımlanan başka bir düzeni tercih ediyordu. İşte bu noktadan
sonra
kuantum-kaos ikilisi devreye girdi.
Araştırmacıların bu
yapıyı anlamak için yaptıkları binlerce deneyden biri,
California Üniversitesi'nden, fizikçi John Clauser'e ait.
Deney, Clauser tarafından dile getirildiği şekliyle, 'doğanın
kuantum mekaniği ve kaos sistemini mi yoksa bildiğimiz
anlamıyla gerçekliği mi seçtiğini anlamak için’ yapılmış.
Buna göre, farklı yönlere hareket eden fotonların kutupları
değiştirilmiş ve söz konusu işlemin ardından bunların
kutupları tekrar kontrol edilmiş, sonuçta bir fotondaki
değişimin diğerinin de kutbunu değiştirdiği anlaşılmış. Basit
gibi görünen bu sonuç, bir prensibin ortaya çıkmasına yardımcı
oldu. Buna göre; birbiriyle ilintili durumda olan herhangi iki
foton, birleşik bir durumda olmasalar bile, birbirlerine
nitelikleri henüz bilinmeyen gizemli bağlarla bağlıdırlar ve
birinin diğerinden kopuk olarak algılanması ve incelenmesi,
yanlış ve eksik sonuçlara ulaşılmasına neden olur. Böylece
doğanın bir şekilde kuantum mekaniğini ve dolaylı olarak da
kaotik bir sistemi seçtiği ortaya çıkmış oldu, böylesi bir
bulguyu doğrusal sebep-sonuç ilişkisi içerisinde açıklamaya
çalışmak imkansızdır.
Clauser'in çalışmaları, atomaltı parçacıkların hareketlerini
anlamak için yapılan deneylerden çıkan sonuçlara göre, kuantum
mekaniğinin kendine has prensiplerinin Newton ve Einstein gibi
bilim insanlarının ortaya koydukları modelleri de ne kadar
aştığını göstermiş oldu. Bu tür çalışmaların ardından ortaya
çıkan bir başka sonuca göre; klasik fizik kanunları, görünen
evreni yeterli biçimde açıklamamıza yardımcı oluyorken,
kuantumun prensipleri de, göremediğimiz yani algılama
sınırlarımızın ötesine taşan evreni açıklamamıza yardımcı
olmaktadırlar. Örneğin, bir gezegenin hareketini, klasik
fiziğin prensipleriyle açıklayabilirken; bir elektronun
hareketlerini ancak kuantum mekaniği ile açıklayabiliyoruz.
Devasa maddi sistemlerin temellerinde böylesine sonsuz
olasılık zincirleri varken, gayet belirgin bir mekaniğe sahip
olan doğrusal bir yapının oluşabilmesi oldukça şaşırtıcıdır.
Adeta, düşsel bir özellik gösteren sonsuz madde/enerji
birleşimlerinin belirli bir noktada sıkışıp katı ve gerçek bir
makro evreni oluşturabilmeleri üzerinde düşünülmesi gereken
bir konu olmalıdır.
Bilim ve Kaos Teorisi
Kaos
teorisi; kuarklar, leptonlar ve buna benzer atomaltı
parçacıkların hareketlerini tahmin etmek için kullanıldığında
çok yararlı olduğu gibi, imkansız olarak kabul edilen çeşitli
türde olgularda kullanıldığında ise, ortak bilimsel anlaşma
ortamını sarsmakta... Örneğin, belirli şartlar altında bir
objede meydana getirilen herhangi bir değişim, onunla herhangi
bir şekilde aynı evrende olmak gibi ilintili durumda olan
başka bir objenin de yaklaşık olarak aynı anda değişmesine
sebep oluyor. Hatta bu obje evrenin öteki ucunda olsa bile!
İşte, bu değişimleri içinde barındıran yapılara ve bunları
açıklamaya çalışan bilimsel sistemlere
"kaotik
sistemler"
adı verilmektedir. Bu prensiplerin bilim dünyasının gündemine
getirdiği başlıca zorluk, bilimsel anlamda 'objektif
gözlemlerle kontrol edilebilmelerinin neredeyse imkansız
oluşudur. Bu gelişmeler, bilim dünyasında zaman zaman oldukça
etkili olmuş, tutuculuğu etkileyerek bu anlamda yeni ve kaygan
bir zemin doğmasına sebep olmuştur.
Az önce, kaotik sistemlerin ve atomaltı yapıların objektif bir
gözlemle incelenemeyeceğini belirttik. Atomaltı yapılar
düzeyinde şartları kontrol etmek çok zordur. Çünkü bu yapılanı
gözlemlemeye çalışacak herhangi bir gözlemci, ne zaman bir
elektronun hareketlerini izlemek istese, elektronun kutupları,
gözlemcinin bedeninin veya devreye soktuğu herhangi bir aletin
polarizasyonundan etkilenmekte, yani gözlemci gözlemini
yaparken izlediği objeyi etkilemektedir. Bu yüzden de bilimsel
deneylerin temel şartlarından olan tekrar edilebilirlik olayı
gerçekleştirilememektedir. Bunun da ötesinde sadece
gözlemcinin yaratabileceği şartlar değil, hesaplanabilmesi ve
kontrolü çok zor olan birçok ek faktör de elektronu devamlı
etkiler, polarizasyonunu değiştirir; ayrıca şartların ne zaman
değişeceğini de tahmin etmek çok zordur.
Atomaltı incelemeler bilim insanları için giderek, alıştıkları
pozitif bilim düzeni doğrultusunda açıklanması zor olgular
haline geldiler. Bu yüzden, atomaltı düzeyde keşfedilen bu
yeni sistemi tanımlamak için
"kaos"
terimi kullanılmaktadır. Her ne kadar "kaos" terimi sözlük
anlamıyla "karışıklık" olarak biliniyorsa da, bilim
dünyasında,
"birbirini izleyen belirli, doğrusal bir düzen içermeyen
sistemleri"
tanımlamak amacıyla kullanılmaktadır. Kaotik sistemler, bilim
dünyasının tanıdığı pozitif düzen fikriyle uyuşmadıklarından,
kaosa
"düzensizliğin düzeni"
de denilmektedir. |