Fizik ve Ben

Yanılıyorsunuz Bay Einstein

1 Ocak 2020
Yazı: Yanılıyorsunuz Bay Einstein | Yazan: Çiğdem Mertoğlu
Yeni bir yıldan herkese merhaba…

2020’in ilk gününde siz bilim sever okurlarımızla bir araya gelmek çok güzel bir duygu. Öncelikle yeni yılda herkese sağlıklı, mutlu, huzurlu ve bilimle daha çok iç içe olacağı bir yıl diliyor ve herkesin hayallerini gerçekleştirebileceği bir yıl olmasını tüm kalbimle istiyorum.

Bu hafta sizlere kuantum fiziğine çok büyük katkıları olan Einstein ve Bohr’dan bahsedeceğim. Daha doğrusu uzlaşamadıkları kuantum fiziği ve bunun sonucunda aralarında geçen her biri bilimsel tez niteliğindeki sürtüşmelerinden bahsedeceğim.

Albert Einstein

Ünlü fizikçi Albert Einstein’ı sanırım tanımayan yoktur. Fizikle hiç alakası olmayanlar bile bu popüler bilim insanını tanımaktadır. Ben de daha önce Einstein ile ilgili yazılar yazdım. Konunun ana karakteri olmasa bile neredeyse çoğu yazımda Einstein’ı çokça andım. Dolayısıyla bu yazımda Einstein ile ilgili genel özelliklerden bahsetmeyeceğim. Daha çok Bohr ile yaşadıkları tartışmalara yer vereceğim.

20. yüzyılın en önemli bilim insanlarından biri olan Einstein’ı bilim dünyası genellikle kuantum fiziğinin kurucularından biri olarak tanımlasa da Einstein, kuantum fiziğinin ortaya çıkış aşamasında bu fiziğin varlığını kabul etmemiş ömrünün sonuna dek de onu reddetmiştir. Çünkü o, kesin matematiksel kanunları seviyordu ve kuantum fiziğinin olasılıklı dünyası onun mantığına uymuyordu.

5. Solvay Konferansı

Solvay Konferansı, fizik ve kimya bilimindeki konuların konuşulup tartışıldığı, her 3 yılda bir düzenlenen bir konferanstır. 1912 yılında kurulmuştur. 5. Solvay Konferansı ise bu konferanslar arasındaki en ünlüsüdür. Bu konferansa Yıldız Konferansı da denilmektedir. Çünkü o dönem Nobel Ödülü kazanmış ve sonrasında da kazanmaya devam edecek bilim insanlarının bir araya geldiği konferanstır.

Bu konferansa katılan bilim insanları; Dirac, A.H. Compton, L. de Broglie, M. Born, N. Bohr; I. Langmuir, M. Planck, Marie Curie, H.A. Lorentz, A. Einstein, A. Piccard, E. Henriot, P. Ehrenfest, E. Herzen, Th. de Donder, E. Schrödinger, J.E. Verschaffelt, W. Pauli, W. Heisenberg, R.H. Fowler, L. Brillouin; P. Debye, M. Knudsen, W.L. Bragg, H.A. Kramers, P.A.M., P. Langevin, Ch.-E. Guye, C.T.R. Wilson, O.W. Richardson’dır. Adeta 5. Solvay Konferansı, bir yıldız geçiti olmuştur.

Konferansta Heisenberg, bir parçacığın aynı anda konumu, momentumu, enerjisi ve zamanının bilinemeyeceği fikrini ortaya atmıştı. Einstein ise bu fikrin doğru olamayacağını söyledi. Heisenberg’in fikrini çürütmek adına bir düşünce deneyi yaptı ve onu diğer bilim insanlarıyla paylaştı.

Bu düşünce deneyinde, ışık geçirmeyen bir kutuya saat koyarak o kutunun içerisini foton gazıyla doldurdu. Bu kutuyu içerisinden foton sızmayacak şekilde sıkıca kapattı. Kapağı hızlı bir şekilde açıp kapattığında ise sadece bir tane foton dışarı çıkıyordu. Kutuyu foton çıkmadan önce ve foton çıktıktan sonra ölçtüğünde aradaki farkla fotonun enerjisinin bulunabileceğini söyledi. Dolayısıyla bu deneyle aynı anda bir parçacığın enerjisi ve zamanının ölçülemeyeceğini savunan belirsizlik ilkesini çürüttüğünü söyledi. Fakat Bohr, Einstein’ın oluşturduğu bu düşünce deneyinde onun bu deneyi yanlış yorumladığını dile getirdi. Ona göre bu deney belirsizlik ilkesinin doğruluğunu ispatlıyordu. Çünkü, foton kutuyu terk ederken ona momentum kazandırıyor bu da kutuyu itiyor ve kütle merkezinden sapmasına sebep olduğu için saatin konumunu belirsizleştiriyordu.  Bu nedenle Einstein, belirsizlik ilkesini kendi düşünce deneyiyle çürütmedi aksine kanıtlamış oldu. Fakat Einstein bu söylenenleri kabul etmedi ve Bohr ile aralarındaki tartışma da bu sebeple başlamış oldu.

Tanrı Zar Atmaz

Einstein kuantum fiziğinin bizim gerçeklik algımızın aksine savunduğu olasılıklı durumları kabul etmekte zorlanıyordu. Kuantum fiziği Newton’un savunduğu ve yüzyıllar boyunca kullanılan klasik fiziğin aksine, net değildi. Klasik fiziğe göre bir parçacığa belli bir kuvvet uygulandığında parçacığın belli bir süre sonra nerede olacağını biliriz. Fakat kuantum fiziğinde durum farklıdır. Biz parçacığın nerede olacağını tam olarak bilemeyiz sadece bulunabileceği konumların olasılık yüzdesini biliriz. İşte bu noktada Einstein, kuantum fiziğinin bu olasılıklı bakış açısını kabul etmeyerek onu savunanları hep eleştirdi. Bu olaya istinaden; “Tanrı zar atmaz” diyerek Bohr ve kuantum fiziği savunucularına göndermeler yaptı. Bunun üzerine ise Bohr; “Tanrı ne yapması gerektiğini bilir. Ona ne yapması gerektiğini söylemeyi bırak” diyerek Einstein’a cevap vermiştir.

Bohr Haklıydı

Fakat daha sonra yapılan deneyler bize gösterdi ki kuantum fiziği gerçekti.  Bizim makro sistemlere uyumlu algımız ise mikro sistemleri anlamak da zorlanmaktadır. Kuantum fiziği işte bu noktada mikro sistemleri açıklamakta yetersiz kalan klasik fiziğinin eksiklerini tamamlamaktadır.  Yani Eintein yanılmış Bohr ise haklı çıkmıştı.

Kuantum fiziğinin olasılıklar dünyası, iki önemli bilim insanını karşı karşıya getirmişti ama 20. yüzyıla da damgasını vurmayı başarmıştı. Ayrıca son 100 yıldır bilim dünyasında hızla gelişmeye ve bizi şaşırtmaya devam etmektedir. Bugün günlük hayatımızın baş rolünde hep kuantum fiziği yer almaktadır. Akıllı telefonlar, internet, kuantum bilgisayarları ve dahası… İyi ki kuantum fiziği hayatımıza girmiş ve ben de bu sayede bu güzel günde sizin evlerinize kadar gelip sizlere misafir olabilmekteyim.

Hoşça kalın.
Bilimle kalın.
Fizikle kalın…

Çiğdem Mertoğlu

Bu yazılar da ilginizi çekebilir

Yorum Bulunamadı

Cevap Yaz