Eminim ki Einstein’ın 1926 yılında fizikçi Max Born’a yazdığı mektupta geçen bu ünlü sözünü duymuşsunuzdur: “Tanrı zar atmaz.” Belki de çoğunuz Einstein’ın Tanrı ve zarı yan yana getirirken neyi kastettiği hakkında kafa karışıklığı yaşadınız. Aslında kendisinin endişeleri, doğayla ilgili açıklamalarımızda ne kadar ileri gidebileceğimize dair derin kaygısını yansıtmaktadır. Bilimin özünü oluşturan meseleye işaret eden konu bugün hâlâ tartışılmaktadır.
Einstein, kuantum fiziğine yani moleküllerin, atomların ve Higgs bozonu ve elektron gibi atom altı parçacıkların davranışlarını açıklayan fiziğin alt dalına atıfta bulunuyordu. ‘Zar’ ise olasılıklara, klasik dünya görüşümüzdeki konforlu determinizmin kuantum dünyasında çöktüğü gerçeğine işaret ediyordu.
Günlük yaşamımızda nesneler A noktasından B noktasına düzgün bir şekilde hareket ederler. Ancak çok küçük ölçeklerde bu determinizm tamamen başarısız olur. Bugün en fazla, ölçüm cihazının doğruluğu dahilinde ancak bir parçacığın uzayda herhangi bir noktada olma olasılığını hesaplayabiliriz. Daha da tuhaf olansa, bir parçacığı tespit etmeden önce onun var olup olmadığını bile söyleyemeyiz. Elimizde olan tek şey olasılıktır.
Biraz abartarak dile getirirsek, algılama eyleminin parçacığı yarattığını söyleyebiliriz. Peki durum buysa, daha büyük nesneler ne olacak? Onlar da kuantum maddeleri olan atomlardan oluşmuyorlar mı? Örneğin bir dağ sadece biz onu görebildiğimizde mi var? Kulağa biraz saçma geldi değil mi? Everest Dağı biz ona baksak da bakmasak da oradadır. Ama bunu nasıl bilebiliriz? Everest Dağı’nın biz onu görmediğimiz zamanlarda da orada olduğunu biliyor muyuz, yoksa bu sadece bir çıkarım mı?
Einstein’a göre, öndeyici determinizm yaklaşımının kaybı, Doğayı açıklayışımıza bir nokta koyamazdı ve kuantum dünyasının paradokslarını açıklayabilecek daha derin ve kapsamlı bir teori olmalıydı. Peki Einstein haklı mıydı?
Son sekiz on yıl içinde çok şey oldu. Geleneksel kuantum mekaniğinde bir kusur bulmak, belki de alternatif bir teoriye kapı aralamak için tekrar tekrar deneyler yapıldı. Fakat nafile, kuantum mekaniği gerçekten de kalıcı gibi duruyor. Doğa, kendi doğası gereği belirsizdir ve bizim bu gerçekle yüzleşmemiz gerekiyor.
Heisenberg’in bir parçacığın aynı anda yerini ve hızını kesin bir doğrulukla bilemeyeceğimizi belirten belirsizlik ilkesi, bilgiye dair bir engelden fazlası; doğanın işleyiş şeklidir. Tanrı gerçekten zar atıyor gibi görünüyor, kuantum fiziğinin olağanüstü başarıları da son derece garip durumları anlamlandırma kabiliyetimizin bir kanıtıdır.
Einstein’ın Born’a yazdığı mektuptaki cümle, aslında yukarıdaki alıntıdakinden daha farklı:
Kuantum fiziği ciddi bir odak ister. Fakat içimden bir ses bunun aslında doğru olmadığını söylüyor Jacob. Teori çok şeyi başarıyla açıklıyor fakat bizi Old One’ın sırlarına hiç yaklaştırmıyor. Her şekilde onun zar atmadığına eminim.
Pasajda geçen ‘Old One’ Yahudi-Hristiyan tanrısı olmamakla birlikte gerçeğin özünü, Doğanın ruhunu temsil eden mecazi bir figürdür. Einstein’a göre bilimin nihai amacı bu özü ve dünyanın nasıl işlediğini açığa çıkarmaktır.
Diğer taraftan, bilimsel teorilerimizin gerçekte olanlara dair noksan yaklaşımlar olduğunun da gayet farkındaydı:
Doğada gördüğüm şey çok eksik bir şekilde kavrayabildiğimiz ve aklı başında bir insanı tevazu hissiyle dolduracak mükemmel bir yapıdır.
Einstein’ı rahatsız eden şey kuantum mekaniği yorumunun, kendisinin dünyayı kavrayış şekliyle tamamen ters düşmesiydi. Ona göre, bir şeyin yalnızca biz onunla etkileşime girdiğimizde var olduğunu söylemek mantıklı değildi: Schrödinger ve Broglie gibi Einstein da bir bilimsel gerçekçiydi, yani maddenin gözlemciden bağımsız bir gerçekliği olduğuna inanıyordu.
Heisenberg, Bohr, Pauli, Jordan ve Dirac ise onların tam tersine kuantum mekaniğinin garipliklerini olduğu gibi kabul ettiler. Gerçekliği yaratan algılama yetisiydi onlara göre ve bu, çok küçük maddelerin dünyasıyla, tespiti yapan dedektörlerin de olduğu çok büyük nesnelerin dünyası arasında bir köprü kuruyordu.
Schrödinger’in elektronların atom çekirdeğinin etrafında nasıl döndüğünü açıkladığı denklem olan dalga mekaniği işleri daha da karışıklaştırdı. İlk başta, dalgalara günlük yaşantımızdaki aşinalığımızdan dolayı aklıselim bir açıklama olarak görüldü. Bir göle taş atıldığında, su dalgaları taşın düşme noktasından dışarı doğru yayılır ve bir denklem bunu açıklayabilir. Fakat Schrödinger dalga denkleminde gerçek dalgalardan bahsetmiyordu. Schrödinger’in deneme yanılmalarından sonra Born, dalganın aslında doğru bir şekilde karesi alındığında (uzmanlar için ekleyelim: dalga fonksiyonu karmaşık bir nicelik olduğundan mutlak değeri alınarak) elektronun çekirdek etrafında hangi yörüngede bulunduğuyla ilgili olasılık üretecek olan potansiyeller dalgası olduğuyla ilgili garip bir fikirle ortaya çıktı. Denklemin uygulandığı diğer durumlar için de aynı şey geçerliydi: Sonuç hep bir olasılık olarak çıkıyordu.
Başka bir deyişle, maddenin temel denklemi maddeyi tanımlamıyordu!
Doğanın özü somut materyal bir gerçeklik değil, matematiksel bir soyutlamaydı. Teori, sayısız deneyin etkili açıklamalarını üreterek gayet güzel bir şekilde işledi. Kuantum fiziği dünyayı devrim niteliğinde değiştirdi. Fakat üstüne düşünürseniz, kuantum mekaniğinin yorumu hala gizemini koruyor.
Einstein’ın zar atan Tanrıyla ilgili sorunu buydu. Bugün bile, kuantum mekaniğinin bize ne anlattığını sorduğunuz çoğu fizikçide biraz kaygı emaresi görebilirsiniz. ‘Bunları geride bırakmak daha iyi.’ genelde alabileceğiniz bir cevap olduğu gibi, soru eğer sinir bozucu bir lisansüstü öğrenciden geliyorsa duyacağınız cevap ‘Sus ve hesaplamalarını yap’ da olabilir.
Fransız bilgin Bernard de Fontenelle’in 1686’da yazdığı gibi “Görebildiğimizden çok daha fazlasını bilmek istiyoruz” fakat sorun şu ki, çok fazla şey görüyoruz.
Orijinal Başlık: God, Einstein And Games Of Chance
Yazar: Marcelo Gleiser
Türkçeye Çeviren: Gizem Çelik
Editör: Özlem Kırtay
