Einstein ve Kuantum: Bir Dehanın Bilim Serüveni

İzafiyet teorisiyle adı hafızalara kazınan Albert Einstein, bütün zamanların en göreceli hayatı ve felsefesi ile hep gündemde olacak.

İzafiyet teorisiyle adı hafızalara kazınan Albert Einstein, bütün zamanların en göreceli hayatı ve felsefesi ile hep gündemde olacak. Bugüne kadar onun hakkında bir insan ömrünün okumaya yetemeyeceği kadar yazı, kitap yazıldı ve yazılmaya da devam edecek.

Faraday hakkında yazdığı bir yazıda bugün daha derinden yaşadığımız ruhsuz bir uzlaşmadan söz ediyordu. Yaşamı boyunca hep bu ruhsuz uzlaşma ile savaştı, Einstein.

Aslında Einstein atomu değil, parçalanmaz denen düşünceyi de parçaladı. Bugün kuantum fizik alanından çok düşünce alanında tartışılıyor. Sanal ya da gerçek vitrinleri dolduran kitaplara bakıldığında kuantumun nerelere kaydırıldığı apaçık ortada. Bu su bulanıklığında daha iyi görmemizi sağlayan bir gözlük A. Douglas Stone’un Einstein ve Kuantum: Bir Dehanın Bilim Serüveni adlı çalışması. Kitabın girişindeki Einstein’ın sözleri de özetliyor durumu: “Şu ana dek varlığa gelmiş, tamamlanmış bir mevcudiyet olarak bilim, biz insanların bildiği en objektif, en tarafsız şeydir. Bununla beraber, bir amaç uğruna varlığa getirilmekte olan bilim ise, diğer bütün insani uğraşlar gibi sübjektif ve psikolojik anlamda şartlanmıştır.”

Yazara göre Einstein’ın rolü iki nedenden dolayı hafife alınmıştır.

Kuantum teorisi ve Einstein’ın hikâyesini sunan Stone, başlangıcından bugüne kuantum teorisini günümüzde kabul edilen son şekline ulaştıran gelişmelere, Einstein’ın oynadığı çığır açıcı rolün küçümsenen yönünü gösteren bir bakış açısıyla ele alıyor. İnsan uygarlığının en önemli düşünsel atılımında yani doğa kanunlarını atomik boyutta anlamakta Planck, Bohr ve Heisenberg’ den çok Einstein’ın önder olarak görülmesi gerektiği tezi ileri sürülüyor. Yazara göre Einstein’ın rolü iki nedenden dolayı hafife alınmıştır. Birincisi dikkatlerin, anlaşılır şekilde, Einstein’ın izafiyet teorisinin oluşumuna sağladığı muazzam katkı üzerinde toplanması; ikincisi ise onun, kuantum mekaniğini nihai anlamda reddetmesi, felsefi zeminde eksiksiz ve doğru bir teori olmadığını düşünmesidir.

Kolaycılığa kaçan insan aklını uyaran ve ezber bozan bir çalışma yapan Stone, yirminci yüzyılın sonundan başlamak üzere, kuantum bilişim fiziği ve kuantum hesaplama teorisinin gelişmesinden dolayı kuantum teorisini kavrayışımızda köklü bir değişiklik olduğunu ileri sürüyor. Bu heyecan verici yeni araştırma alanının tam merkezinde, Einstein’a göre teorideki ölümcül hatayı gösteren dolaşıklık bulunmaktadır. Dolaşıklık kabaca, birbirlerinden çok uzakta bulunan iki veya daha çok parçacığın birbirini etkileyebileceği ve birbirlerinden bağımsız durumda var olmalarının düşünülemeyeceği fikridir. Kuantum teorisindeki dolaşıklık özelliğini ilkin Einstein’ın belirlediği ve akabinde Einstein-Podolsky-Rosen (EPR). düşünce deneyi yoluyla daha da somutlaştırdığı evrensel olarak kabul edilmektedir. Geçen kırk sene içinde gerçekleştirilen birçok deney Einstein’ın korktuğu şeyi doğruluyor: Birbirinden ayrılmış parçacıklar tıpkı EPR makalesinin tahmin ettiği gibi davranıyorlar. İlk defa Einstein’ın zihninde canlandırdığı mantığa aykırı “EPR” çiftleri, günümüzde kuantum bilişim süreci için bir “çare” kabul edilmektedir. Dolayısıyla Einstein’ın teoriye gölge düşürme çabasının, gerçeğin doğasını çözme yolundaki son devrimsel kavrayışı olması oldukça ironiktir.

Stone fizikçilerin önceki kuşaklara ait büyük ustaların eserlerini okumadığını ifade ediyor.

“Einstein problemimizi çözebilecek mi, bir görelim bakalım” sözünü etmek bir yana, daha önceki 26 yıllık kuantum fiziği araştırmalarında aklına bile getirmediği bir fikir olduğunu açıkça söyleyen, Stone fizikçilerin önceki kuşaklara ait büyük ustaların eserlerini okumadığını ifade ediyor. Bizler fiziği; fikirleri mantığın soğukkanlı kaçınılmazlığıyla dile getiren, tarihi de büyük “doğa filozoflarının” ihtiraslarından, egolarından ve insani zaaflarından arındırarak stefilize eden kalın ders kitaplarından öğreniriz. Doğa bilimleri (inancımıza göre) kümülatif bir disiplinse, o halde bizden öncekilerin yanlış anlamalarını ve yanlış adımlarını önemsememe, hatta sansürleme yoluna neden gitmeyelim ki?

Hem atomik fizikte hem de katı hal fiziğinde Einstein’ın adını taşıyan özel kuantum teorisi denklemleri vardır.

Kuantum teorisinin sunduğu tuhaf atomik dünya tanımı gibi, insan zihninin ürettiği en karmaşık kavramlara hakim olmak ve genişletmek zaten yeterince zor. Keşfin asıl tarihini açıklamak milletin kafasını karıştırmaz mı? Bu nedenle üniversitede öğrenciyken doymak bilmez bir iştahla tarih ve felsefe bilimi çalışmama rağmen, asıl kariyerim olan araştırma fiziğinde yol alırken Einstein tarafından yazılmış tek bir kelime dahi okumamıştım. Kuantum fiziği konusuna katkıda bulunduğundan elbette haberdardım. Einstein’ın foto-elektrik etkiyi açıkladığını ve ışığın niceliksel doğasına dair çok önemli bir şey söylediğini daha fizik birinci sınıf öğrencileri bile bilir. Hem atomik fizikte hem de (benim özel alanım olan) katı hal fiziğinde Einstein’ın adını taşıyan özel kuantum teorisi denklemleri vardır. Belli ki adam bu alanda önemli bir şey yapmış. Ancak Einstein ve kuantum mekaniği hakkındaki en iyi bilinen gerçek şudur ki, Einstein kuantum mekaniğini hiç sevmedi. Teoriyi son haliyle kullanmayı reddetti. Kuantum mekaniğindeki temel belirsizlikten duyduğu rahatsızlığı ve onun tasvir ettiği dünyayı da “Tanrı zar atmaz” deyişiyle yok saydı.

Kuantum mekaniğinin, gizemlilik çağrıştıran ismine rağmen insanın, doğayı anlayabilme yolunda kaydettiği belki de en büyük başarı olduğunda ısrarlı olan Stone, on dokuzuncu yüzyılın sonunda fizikte ilerlemeye engel olan en temel sorunun “maddenin yapıtaşlarının neler olduğu ve bunların nasıl çalıştığı” olduğunu vurguluyor.

Nobel Ödüllü arkadaşı Otto Stern’e “Kuantum problemleri üzerine izafiyet teorisinden yüz kat daha fazla düşündüm” diyen Einstein’in, fiziğin, kuantumun, izafiyetin ve kilometre taşları olan bilim insanlarının sürükleyici öyküsü, bu ödüllü yapıt.