Yirminci yüzyılın ilk çeyreğinde iki büyük kuram dünyayı sarstı ve önceki fiziğin temellerini yerle bir ederek gerçeklik anlayışımızı kökten değiştirdi. Bunlardan biri olan görelilik, adeta bir bilim kurgu hikâyesi gibi doğdu. Akademiden uzak, yalnız çalışan bir dehanın ürünüydü ve bu deha, elinde derin bir hakikatle sahneye geri döndü. Bu kişi Albert Einstein’dı.
Kuantum fiziği ise çok daha sancılı bir süreçten geçti. Yaklaşık otuz yıl boyunca onlarca fizikçi birlikte çalıştı. Einstein bu grubun içindeydi ama lider değildi. Dağınık ve asi bu devrimci topluluğun en belirgin figürü, Danimarkalı fizikçi Niels Bohr’du.
Kopenhag’daki Kuramsal Fizik Enstitüsü, kuantum fiziğinin ilk yıllarında adeta bir toplanma merkezine dönüştü. Elli yıl boyunca alanın önde gelen hemen her isminin yolu bir biçimde buradan geçti.
Burada çalışan fizikçiler, bilimin neredeyse her alanında derin keşifler yaptı. Kuantum fiziğinin ilk tutarlı kuramını kurdular, periyodik tablonun ardındaki mantığı açığa çıkardılar ve radyoaktiviteyi kullanarak canlı hücrelerin temel işleyişini incelediler.
Bohr, Werner Heisenberg, Wolfgang Pauli, Max Born, Pascual Jordan ve diğer yetenekli öğrencileriyle birlikte Kopenhag Yorumunu geliştirdi ve savundu. Bu yorum kısa sürede kuantum fiziğinin matematiğini anlamanın standart yolu haline geldi
Kopenhag Yorumu, atomların ve atom altı parçacıkların yaşadığı kuantum dünyasına dair bir hikâye anlatmaz. Bu yoruma göre kuantum fiziği, deneylerin olası sonuçlarını hesaplamaya yarayan bir araçtan ibarettir.
Bohr bunu açıkça dile getirir: “Kuantum dünyası diye bir şey yoktur. Yalnızca soyut bir kuantum fiziksel betimleme vardır.” Bu betimleme, kuantum olayları için olasılık tahmininin ötesine geçmez; çünkü kuantum nesneleri, gündelik dünyadaki taşlar ya da ağaçlar gibi, gözlemden bağımsız biçimde var olmaz.
Kopenhag Yorumu Nasıl Ortaya Çıktı?
1920’lerin ortalarında Niels Bohr ve ekibi, kuantum mekaniğinin ilkelerini sistemli biçimde geliştirmeye koyulmuştu. Bohr’un 1913’te ortaya koyduğu atom modeli, elektronları sabit yörüngelerde hareket eden noktasal parçacıklar olarak tanımlıyordu. Ancak bu klasik yaklaşım, atomların genel özellikleriyle, özellikle kristallerde ve kimyasal bileşiklerde sergiledikleri davranışlarla uyuşmuyordu.
1925’te Werner Heisenberg, matris mekaniğini geliştirerek bütünüyle yeni bir kuram ortaya koydu. Bir yıl sonra Erwin Schrödinger, Louis de Broglie’nin parçacıkların dalga özellikleri taşıdığı varsayımına dayanarak dalga mekaniğini geliştirdi. Heisenberg parçacıkları parçacık olarak tanımlarken, Schrödinger kuramı onları dalga olarak betimledi.
Schrödinger denklemiyle bir dalga fonksiyonunun gelecekte nasıl değişeceğini tam olarak hesaplayabilirsiniz. Ancak asıl tuhaflık burada başlar. Dalga fonksiyonu, elektronun nerede olduğunu değil, nerede bulunma olasılığı olduğunu söyler.
Üstelik elektronu gerçekten ölçtüğünüz anda, dalga fonksiyonu aniden çöker. Elektronu bulduğunuz nokta dışında her yerde sıfıra iner. Diğer bir deyişle, ölçüm anında, Schrödinger denklemi geçerliliğini yitirir gibi görünür. Bu yüzden kuantum fiziğinde temel bir sorun ortaya çıkar. Fizik yasaları neden ölçüm yapılırken farklı davranıyormuş gibi görünür? Bu soruya ölçüm problemi denir.
Kopenhag Yorumu Nedir?
Bu kafa karıştırıcı çelişki, birçok fizikçiyi Kopenhag’a çekti. Fizikçiler bu sorunu tartışmak için bir araya geldi. Bazen kalabalık toplantılar yaptılar, bazen iki üç kişiyle küçük görüşmeler düzenlediler.
1927’nin sonlarına doğru görüş ayrılıkları, Niels Bohr’un tamamlayıcılık ilkesi etrafında bir uzlaşmaya yöneldi. Bu ilkeye göre bir fiziksel olgu, deney düzenine bağlı olarak birbirini dışlayan iki farklı ama tamamlayıcı biçimde gözlemlenir. Örneğin ışık, bazı deneylerde dalga gibi, bazılarında ise parçacık gibi davranır. Bu iki betimleme birbirini dışlasa da, olgunun eksiksiz bir açıklaması için her ikisi de gereklidir.
Niels Bohr bu radikal bakış açısını ilk kez 1927 yazının sonlarında İtalya’daki bir konferansta savundu. Aynı görüşü birkaç hafta sonra Solvay Konferansı’nda yeniden dile getirdi. Daha sonra Kopenhag Yorumu adını alan bu yaklaşım, 1927 ve 1930 Solvay Konferanslarında Niels Bohr ile Albert Einstein arasında gerçekleşen ünlü tartışmaların temelini oluşturdu.
Albert Einstein, klasik nedensellikten vazgeçen bir fizik kuramını kabul edemedi. Niels Bohr kuantum mekaniğinin dünyaya dair yeni ve değerli bir kavrayış sunduğunu düşünürken, Einstein bu kuramı geçici gördü. Yaşamının geri kalanında, klasik nedenselliği yeniden içeren daha kapsamlı ve daha iyi bir kuram geliştirmek için ısrarla çalıştı.
Niels Bohr ile Albert Einstein arasında Solvay Konferanslarında geçen tartışmalar, yirminci yüzyılda fizik ve onun felsefesi üzerine yapılan en yoğun ve derin fikir alışverişleri arasında yer alır. Albert Einstein defalarca, Kopenhag Yorumunu geçersiz kıldığını düşündüğü düşünce deneyleri ortaya koydu. Niels Bohr ise her seferinde sorunu ciddiyetle ele aldı, üzerinde düşündü ve ertesi gün Einstein’ın itirazlarını ustaca boşa çıkardı.
Sonuç olarak;
Bu tartışmada hangi noktada duracağımız, büyük ölçüde başlangıçta benimsediğimiz bakış açısına bağlıdır. İşin ironik yanı, bu birbirine zıt yorumların bir arada var olmasına izin verenin yine kuantum mekaniğinin kendisi olmasıdır.
Tıpkı Schrödinger’in kedisinin aynı anda hem canlı hem ölü kabul edilmesi gibi, bu yorumlar da bir tür süperpozisyon içinde yan yana durur. Kuantum kuramı, evreni anlama biçimimizi sarsan ve sürekli genişleten paradokslarını tam da burada ortaya koyar.
Kaynaklar ve İleri Okumalar
- Copenhagen Interpretation of Quantum Mechanics ; Bağlantı: Copenhagen Interpretation of Quantum Mechanics (Stanford Encyclopedia of Philosophy) ; Yayınlanma tarihi: 6 Aralık 2019
- Howard, Don. (2004). Who Invented the “Copenhagen Interpretation”? A Study in Mythology. Philosophy of Science. 71. 669-682. 10.1086/425941.
Matematiksel
