Tanrı Zar Atar Mı? #Podbee Dinlesen Bilirsin

2:40Şimdiden bakınca basit. Ancak o dönem için oldukça özveri ve teknik isteyen bir altyapı. Işık. Yerel yönetimler sokaklarını ışıklandırarak daha güvenli bir yaşam sunmaya çalışıyordu. Fakat tabii bir sorun vardı. Sokaklar ışıl ışıldı, evet. Ama kullanılan ampuller gereğinden fazla enerji tüketiyordu.

3:01Onlar da daha verimli, daha ekonomik bir çözüm arayışına girdiler. Gayet basit bir soru. Ampullerimizi nasıl daha verimli hale getirebiliriz? Bu soru üzerinden üreticilerle, mühendislerle yapılan çalışmalardan bir sonuç alınamayacaktı. Hmm, kime sorsak. En nihayetinde bir bilim insanına danışalım diyorlar. O zamanların Kiel Üniversitesi'nde teorik-fizik bölümünde görevli bir akademisyene gidiyorlar. Kimdi biliyor musunuz?

3:31Max Planck. Olur diyor o da. Bir bakalım. Termodinamik, fizik, entropi gibi konularda uzman olan Planck oturuyor tahtanın başına. Ve oturuş, o oturuş.

3:46İçinden çıkamıyor uzun bir süre. Ampuller yandıkça ısı verir ya hani. Isının miktarı ile ışığın şiddeti de doğru orantılıdır. Bunun üzerine gidiyor. Yaydığı ışığın spektrumunu inceliyor uzun uzun.

4:00Mevcut formülleri uyguladığında da örtüşmeyen bir şeyler olduğunu fark ediyor. Ha? Yoo? Hmm, belki. Evet, evet. Sorun şu. Planck'tan önce Faraday ve Maxwell öncülüğünde bir şeyi kabul ediyoruz. Işık dediğimiz şey bir elektromanyetik dalgadır. Kesintisiz bir şekilde bir su dalgası gibi yayılır çevresine.

4:28İşte Planck'ın çalışmalarında örtüşmeyen şey bu oturmuş bilgiyi kökünden sarsan bir şey. Planck şunu fark ediyor çünkü. Işık dediğimiz şey aslında dalga değilmiş. Yaptığı hesaplamalar tek bir şeyi gösteriyor. Ampullerden, güneşten, ısı ve ışık yayan her şeyden yayılan ışık aslında paketler halinde taşınıyormuş. Yani ışık da bir parçacıkmış aslında.

4:54Enerji de öyle. Her şey. Her şey parçacıkmış. Foton diyoruz ya bugün. Kuantum kelimesinin kökeni de bunu ifade ediyor zaten. Miktar demek Latince'de.

5:07Şimdi tabii ilk etapta Planck bir şeyleri yanlış yaptığını düşünüyor. Bizim şu an duyduğumuz ya da konuştuğumuz gibi soğukkanlılıkla karşılayamıyor bunu. Ama nihayetinde kendisinin de çok emin olmadan keşfettiği bu hesaplamayla sizinle kapısında buluştuğumuz Brüksel'deki konferansta dönemin ve belki de tarihin en parlak zihinlerini bir araya getiren şey olacaktı. Kuantum fiziğinin fitilini ateşleyecekti Planck.

5:34Ve artık hiçbir şey eskisi gibi olmayacaktı. Fakat biz bu bölümde bu fiziğin teknik detaylarına girmeyeceğiz. Evet, kuantum fiziğiyle birlikte transistörlerden tutun da lazer teknolojilerine, GPS'ten tutun da kuantum bilgisayarlarına kadar modern dünyanın tüm temelleri atılmıştı. Fakat bu fiziğin doğuşu ile birlikte büyük bir felsefi tartışmada başlayacaktı.

6:02Çünkü binlerce yıldır doğru kabul edilen, tartışılmayan konular tekrar masaya gelecekti. Özellikle gerçekliğin doğası ile ilgili tartışmalar. Bu da din, ahlak, bilim felsefesi dahil olmak üzere bazı taşları yerinden oynatacaktı. Çünkü en basit haliyle kuantum fiziği ve bu alanda Heisenberg ve Schrödinger gibi isimlerin çalışmaları bize tek bir şey söylüyordu.

6:27Mikroölçekte gerçeklik hiç de bizim algıladığımız şekilde kesin değildi. Schrödinger'in kedisini biliyorsunuz. Kutuyu açana kadar mesela kedi hem ölü hem de canlıydı ya. Merak etmeyin. Bu deneyde herhangi bir kedi zarar görmemiştir.

6:44bir düşünce deneyinden bahsediyoruz burada. Şöyle, bir kutu düşünelim. İçine de bir kedi ve kediyle birlikte radyoaktif bir madde koyalım. Bu maddenin de %50-%50 bozulma ihtimali olsun. Şimdi soru şu, kutu içerisindeki kedi ölü mü, canlı mı? Cevap, ikisi de. Bu kedi hem ölü hem de canlıdır. Bir süperpozisyon halindedir. Ta ki biz kutuyu açana kadar.

7:14Ölçüm yapana kadar. Bizi oluşturan atomlar, onları oluşturan kuarklar, elektronlar hem var hem yoktular. Hem oradaydılar hem değildiler. Yerini biliyorsanız hızını bilemiyordunuz. Hızını biliyorsanız yerini bilemiyordunuz. Ama en başında Planck'ın keşfinin ne kadar devrimsel olduğunu ilk anlayan Einstein'ın ve onun yolundan giden deterministlerin e ama yok artık diyeceği şey kuantum dolanıklığı ile gelecekti.

7:45Evrende bazı sabitler vardı ve bunları tartışmaya açamazdınız. Anayasanın ilk üç maddesi gibi. Işık hızı da bunlardan biriydi. Ama kuantum dolanıklığı diyorduk ya, bazen parçacıklar birbirleriyle dolanık hale gelip aralarında milyarlarca ışık yılı mesafe olsa dahi anlık iletişim kurabilirler. İşte bu bardağı taşıran son damla olmuştu.

8:08Fakat bu damlayı anlamak için biz oraya, yani 1927 5. Solvay Konferansı'na bir gidelim. Ama önce kısa bir soluklanalım. Sizi konferansta bekliyor olacağım.

8:51Bilim tarihinin, belki de insanlık tarihinin en ikonik fotoğraflarından biri olan şu Einstein'ın, Marie Curie'nin falan olduğu, bilim insanlarının sıra sıra dizildiği fotoğrafı hatırlarsınız. İşte o fotoğrafta bu konferansta. Hangi fotoğraf bu ve var? Artık podcasttesin diyebilirsiniz. Çok da haklısınız. Alışacağız. Alışacağız. Açıklamalardaki linke sizin için fotoğrafı koyuyorum. Oradan bakabilirsiniz. İşte bu fotoğrafta gördüğünüz bilim insanlarının bir kısmı Einstein'ın tarafındayken diğer bir kısmı da Niels Bohr denen bir adamın tarafındaydı. Deterministlerle kuantumcular. Einstein, deterministlerin lideri. Bohr ise kuantumcuların.

9:36Einstein diyor ki, kuantum eksik. Bazı şeyleri daha derinlemesine incelemeniz lazım. Evren böyle çalışmaz. Yanlışınız var. Bohr da diyor ki, ama öyle. Yani çalışmalar bunu gösteriyor. İster kabul et, ister etme. Evreni oluşturan parçacıklar hiç de kesin davranmıyorlar. Bir olasılık hüküm sürüyor evrende. Hiçbir şey kesin değil.

10:01Bu tartışmalar konferansa da sığmıyor ve Einstein-Bohr münazaraları olarak bilinen ve başladığı zamandan itibaren uzun süre devam edecek müthiş entelektüel, bilimsel, felsefi bir tartışmaya dönüşüyor. Biraz şuna benzetiyorum bunu ben. Kepler, Kopernik, Galileo, Newton falan derken evrenin şifrelerini çözdüğümüzü, Einstein'la birlikte her şeyi anladığımızı düşünüyorduk ya. İşte kuantumla birlikte bu bildiklerimizin hepsinin temeli sarsılmıştı.

10:30Şöyle düşünebiliriz bunu. Antik Yunan kentlerinde agoralar vardı. Şehirle ilgili politik, dini, ticari her şeyin gerçekleştiği, tüm kamu binalarının olduğu meydanlardı bunlar. Sonra her şeyin tartışıldığı, herkesin konuşabildiği forumlara da ev sahipliği yaptı buralar. Felsefi tartışmalarında beşiği olmuştu bir noktada. Sonra kayboldu tabii bu meydanlar.

10:53Bilim ilerlemiş, evrenle ilgili sorularımızın çoğuna cevap bulmuştuk. Gerek kalmamıştı. Ama işte kuantum devrimiyle bu meydanlar sanki küllerinden yeniden doğmuş. Evrenin doğasıyla ilgili tartışmaların fitili yeniden ateşlenmişti.

11:08Şimdi problemi bir önümüze koyalım. Bu konferansta aslında o güne kadar kuantum fiziğiyle ortaya çıkan belirsizliği, bu süper pozisyonu, determinist olmayan doğayı bir yorumlama problemi vardı. Yani mekaniğin doğru olup olmadığından öte. Madem önümüzde böyle bir gerçeklik var.

11:28Eee biz bu bilgiyle ne yapacağız? Niels Bohr da özellikle Werner Heisenberg'le birlikte basitçe şu yorumu yapmıştı. Fiziksel sistemler ölçüm yapılmadan kesin özelliklere sahip değildir. Kuantum fiziği belirli bir ölçümün olası sonuçlarının olasılık dağılımını verebilir.

11:48Yani öyle şu elektron şu anda şu noktada şu hızdadır gibi bir cevap yoktu artık. Şu elektron şuralarda bir yerlerde olabilir cevabını verebiliyordunuz. En iyi ihtimalle. Zamanın bilim camiasının sinirini bozacak türden cevaplar yani.

12:06E, neden ölçüp bitirmiyorlar bu tartışmayı? diye soranlarınız olursa. Siz ölçüm yaptığınızda da, ölçüm yapmak için kullandığınız teknikler de ölçülen şeyi etkiliyordu. İşte bu basit bilgi, Niels Bohr'un liderliğini yaptığı bilim insanları ile birlikte Copenhagen yorumu olarak adlandırılacaktı.

12:29Heisenberg de şöyle bir şey söylemişti belirsizlik ilkesini tanımlarken. Teoride bile şu anı tüm detaylarıyla bilemeyiz. Bu nedenle gözlemlediğimiz her şey ama her şey sınırsız olasılığın içinden bize sunulan bir seçkidir. Bu tanım bile tek başına gerçekliğin doğasıyla ilgili büyük bir iddiadır özünde. Üzerine biraz düşündüğünüzde içinden çıkamayacağınız bir varoluşsal krize sürükler insanı. Dilediğinizde kullanabilirsiniz.

13:01Uzun lafın kısası. Bohr, Heisenberg filan artık kuantum fiziğinin doğruluğunu filan tartışmıyorlardı. Evren, gerçeklik, doğayla ilgili anlayışımızı tamamen değiştiren yeni bir fizik doğmuştu. Ve bunu kabul etmekten başka şansımız yoktu. Ama işte Einstein. İnatçı adam. Kolay mı öyle? İyi bir savaş vermeden vazgeçmeye niyeti yoktu Einstein'ın.

13:25Konferansa geliyor. Eli dolu tabii. Saldıracak kuantumuçlara. Konferansın ilk kahvaltısında gidip Niels Bohr'u da buluyor. Basit bir soru soruyor. Şimdi bana söyleyin. Kuantum fiziği tüm keşifleriyle birlikte şu anda tamamlanmış bir teori midir? Tabii, diyor Bohr, bundan şüphe yok. Demek öyle, diyor Einstein da. Gözlerini kısarak arkasını dönüyor diye hayal ediyorum bu sahneyi. Demek öyle.

13:52Einstein'ı Einstein yapan en önemli özelliğini söyleyeyim size. Yani tabii tüm teorilerini bir tarafa bırakırsak. Gedanken experiment'tır Einstein'ı Einstein yapan. Düşünce deneyleri.

14:03Öyle aklıma süper bir fikir geldi tarzında değil. Onun düşünce deneyleri, genel görevliliği, özel görevliliği, uzay zamanın ne denli büküleceğini, ışığın nasıl uzay zamanın kumaşında bükülerek hareket edeceğini filan kanıtlayan, çok çetrefilli, detaylı, ayakları yere basan, veriye, gerçeklere dayanan düşünce deneyleriydi. İşte Einstein, yıllar içerisinde Bohr'a ve kuantum mekaniğini savunan herkese tam 5 tane böyle düşünce deneyiyle saldıracaktı. Bunlardan özellikle sonuncusuna ve Bohr'un nasıl köşeye sıkıştığına beraber bir bakalım.

14:39İlk başlarda öne sürdüğü düşünce deneylerini ustalıkla savuşturan Niels Bohr'a karşı ilk rahatlıkları kaybeden Einstein bir anlamda determinist olmayan kuantum fiziğinin bu özelliğine yani hiçbir şeyi kesin olarak bilemeyiz iddiasına saldırmaktan vazgeçmişti. Bunun için eksik gördüğü başka alanları hedef almıştı. Bu da bizi kuantum dolanıklığına getiriyor. İplerin koptuğu yer.

15:05Einstein'ın cephanesindeki son ama en etkili silah. Bu son argümanıyla alakalı olarak başka ünlü bir fizikçi Leonard Susskind şöyle söylemişti. Einstein da, Bohr da büyük ustalardı. Einstein kuantum fiziğinin eksik olduğunu göstermek için çok uğraşsa da Bohr her seferinde tüm iddialarını boşa çıkarmayı başarıyordu.

15:26Ama Einstein son saldırısında inanılmaz sıra dışı, acayip rahatsız edici ama bir o kadar da heyecan verici bir şeyi işaret etti ki, 21. yüzyılın başında bile teorik fizikçilerin ağzını açık bırakacak şekilde geri dönmüştü bu. Boren, Einstein'ın bu son saldırısına cevabı da görmezden gelmek olacaktı. Bu son saldırı diye andığımızda konferanstan 7 yıl kadar sonra gerçekleşti bu aralık.

15:53İnatça demiştik Einstein için. Beşinci Solvay Konferansı'ndan sonra herkes hayatına devam etmişti tabii. 1930'ların başında da Einstein Princeton Üniversitesi'nde çalışmaya başlamıştı. Ama tabii tartışma bitmemişti. Hala kuantum fiziğinin eksiklerini göstermek için çalışıyordu bir taraftan. Tabii bu zamana kadar Bohr'un Kopenhagen yorumu bayağı bir kabul edilmiş durumdaydı. İşte Einstein yanına Boris Podolsky ve Nathan Rosen'ı da alarak son hatanı gerçekleştirecekti.

16:21Birlikte yayınladıkları ''Fiziksel gerçekliğin kuantum mekaniksel tanımı eksiksiz olarak kabul edilebilir mi?'' başlıklı makalelerinde şu inanılmaz düşünce deneyini kurguluyorlar. İki tane parçacık düşünün. İkisi de birbirleriyle etkileşime girsinler. Ve bu etkileşim sonucunda bazı özellikleri birbirine dolansın. Mesela konumları veya dönüş yönleri. Ve biz bu iki parçacığı alalım ve birbirlerinden ışık yılı uzağa götürelim. Bu durumda bir parçacığın dönüş yönünü hesapladığımızda diğerinin yönünü de tam olarak bilebiliriz.

16:57Yani Einstein şunu diyor özellikle, kuantum formülleriyle hesaplama yaptığında birbirine yeterli yakınlıkta duran iki parçacık, bu elektron da olabilir, foton da. Kuantum dünyasında neredeyse her durumda geçerli bu. Bu iki parçacık arasında bir bağ oluşuyor. Yani bu öyle bir bağ ki, kardeş oluyorlar desek yeridir. Ama bu iki kardeşin birbirine tam olarak zıt karakterde olduğunu düşünün. Biri sakin, diğeri çok hareketli. Biri optimist, diğeri pesimist.

17:26Elektronlarda bildiğimiz kadarıyla karakter özellikleri öyle optimistlik, pesimistlik olmadığı için biz bildiğimiz bir özelliği olan dönüş özelliğinden gidelim. Her elektron ya saat yönünde ya da saat yönünün tersine dönüyor diyelim. Tam olarak böyle bir dönüş söz konusu değil. Ancak benzetme açısından en anlaşılır benzetme bu. İkisinden birisi. Ölçene kadar da bilmiyoruz. Orasını anladık artık.

17:51Ölçtüğümüzde ise ikisinden birisi ortaya çıkıyor. Bu birbirine yaklaştırdığımız iki parçacık arasında bir göbek bağı oluşmuştu ya, zıt karakterli kardeşler olmuşlardı. Şimdi bu parçacıkları birbirinden ayıralım. Ama öyle yan odaya falan koymuyoruz. Aralarına kilometrelerce mesafe koyuyoruz. Ve biliyoruz ki her biri biz ölçene kadar bir süperpozisyon halindeler. Nereye döndükleri belli değil.

18:16Ve bu parçacıklardan birini alıyoruz. Ölçüyoruz. Bakıyoruz. Bu parçacık saat yönünde dönüyor. Ve o anda biliyoruz ki diğer parçacık saat yönünün tersine dönüyor.

18:26Aynı anda diğer parçacığı da ölçüyoruz. Bakıyoruz. Sonuç? Evet. Saat yönünün tersine dönüyor. Tesadüf olabilir diyoruz. Bir daha ölçüyoruz. Aynı. Biri saat yönündeyse, diğeri saat yönünün tersine. Mesafe ne olursa olsun, ne kadar uzak olurlarsa olsunlar. Birini ölçtüğünüzde, diğeri bunu biliyor. Hmm, diyor büyük ihtimalle. Yine gözlerini kısarak. Bunu biliyor. O anda. Ama bu iş normal değil. Hiç. Ama hiç değil. Neden biliyor musunuz? Evrende sabit olan ne vardı? Işık hızı. Hiçbir şey ışık hızını geçemezdi. Bunu biliyoruz. Sayısız defa test ettik. Işık hızına ulaşmak dahi mümkün değil. Ama aralarında kilometrelerce hatta yüzlerce ışık yılı mesafe bulunan iki parçacık arasında bir tür mesaj alışverişi var. Ve gerçek zamanlı. Bu mümkün olamazdı. Bildiğimiz kadarıyla olmamalıydı.

19:24Bu bildiğimiz, öğrendiğimiz her şeye tersti. Einstein o yüzden buna şöyle demişti, tüm bilimsel ve teknik terimlerden arındırılmış haliyle. Spooky Action Error Distance. Türkçesiyle mesafeler arası ürpertici olay. Yani haksız da değildi.

19:43Bu özel görelliliğe tersti. Tarihin en güvenilir denklemlerine, kuramlarına, evrenin tüm yasalarına tersti. Burada önemli nokta şu. Einstein kuantum dolanıklığının olmadığını söylemiyordu. Olduğunu kendisi teorileştirmişti zaten. Mümkün olduğunun farkındaydı ama bir sıkıntıyı dile getirmeye çalışıyordu.

20:04Hanımlar beyler, ışık hızı sabittir. Şunu bir kabul edelim. Hiçbir şey ondan hızlı ilerleyemez. Hiçbir mesaj ondan hızlı iletilemez. O yüzden formüllerinizi bir gözden geçirseniz iyi olur. Matematiğinizde bir sıkıntı var." diyordu.

20:19Ve bunu da herkesin, o zamana kadar bu konu üzerine kafa yormuş herkesin gözden kaçırdığına inandığı gizli bir değişkene bağlıyordu. Yine kendince bir teorisi vardı elbette, çok da emin olmamakla birlikte. Kendisi bir süper pozisyon olduğuna inanmıyordu. Yani parçacıklar kaynaktan ayrıldıklarında aslında hangisinin nereye döndüğü belliydi. Birbirlerine yaklaştırdığımız anda bu parçacıklar birbirlerine mesajı veriyor. Sen sağa, ben sola dönüyorum diyor ve siz bu parçacıkları ayırdığınızda elbette birisi sağ yönünde dönüyorsa diğeri tersine dönüyor olacaktı. Bir çift eldiven gibi düşünün bunu.

20:57Bir eldiven tekini elinize aldığınızda diğerini nereye götürürseniz götürün, zaten diğer teki olduğunu bilirsiniz." diyordu. Yani bilmem kaç ışık yılı uzaklıktan birbirlerine anlık mesaj gönderme durumu filan yoktu. Çok mantıklı değil mi? Yani başka bir açıklama zaten bahsettiğimiz gibi hiçbir yasayla örtüşmüyordu. Niels Bors'a bu konuda gayet emindi. Parçacıkların biz ölçtüğümüz anda ne durumda olduğunu biliyorduk, diyordu.

21:22Bunun en baştan belirlendiğini bilemeyiz. Einstein ise ölçün görürsünüz diyordu. Ama işte ölçmeden zaten bilemiyorduk. Bir kısır döngü halini almaya başlamıştı bu tartışma. Hatta bir noktada saf bilimsel argümanlardan çıkmış ve felsefeye kaymıştı. Peki, kim haklıydı? Şöyle ki, bu tartışma çok uzun süre kapanmayacaktı.

21:46Einstein gerçek anlamda bir bomba bırakmıştı ortaya. Kuantum fiziğinin formülleri bunu kağıt üzerinde çözüyor gibi görünse de Einstein'in iddiası uzun bir süre ne tam olarak çürütülebilmiş ne de doğrulanabilmişti. Niels Bohr mu Einstein mı? Kim haklıydı? Maalesef Einstein bunun cevabını öğrenemeyecekti.

22:08Ölümünden birkaç yıl sonra yapılan deneylerde, özellikle Bell deneyiyle öğrenecektik ki, kuantum mekaniğinin formülleri tutarlıydı. İzli bir değişken yoktu. Kuantum dolanıklığı gerçekti. Mesafeler arası ürpertici olay gerçekti. Albert Einstein kaybetmişti.

23:06Ama tabii kuantum. Öyle kolay kolay bitiremeyiz. Daha çok yolumuz düşer buralara. Ama şimdilik bir sonraki bölümde görüşünceye dek hoşçakalın.