Bugün Hayatınızı Kolaylaştıran Çoğu Şeyleri 29 Ekim 1927 Çekilen Fotoğraftaki İnsanlara Borçluyuz

Cumhuriyet bizim geleceğe büyük bir ümitle bakmamızı sağlayan

Gurur verici atılım ve başarılarıdır.

Her türlü zorlu engelin aşılması konusunda 

Bizlere güç vermesi dileğiyle

Cumhuriyet Bayramınız Kutlu Olsun

Türkiye Cumhuriyeti İlelebet Payidar Kalacaktır

Tarık Başçıl  _  29 Ekim 2024

Not: 

Kırmızı yazılı kelime gördüğünüzde tıklar iseniz

Sizi "Vikipedi" e yönlendirir

Onun hakkında daha fazla bilgiye ulaşmış olursunuz

★★★★★★★★★★★★★★

Benjamin Couprie’nin 29 Ekim 1927 tarihinde çektiği bu fotoğrafı

Beşinci konferans katılımcıları

1927. Leopold Park'taki

Institut International de Physique Solvay

İnsanlık tarihinde bir fotoğraf karede 17 kişinin Nobel ödülü alanları yanyana gelmesi

Şu anda dünyada kullandığımız ne kadar hayatımızı kolaylaştıran varsa bu insanların bir katkısı vardır

Ben bu fotoğrafı ilk gördüğümde
20. yüzyılın tarihi değiştirmiş bilim insanlarının
Tarihi değiştirirken çekildikleri toplu fotoğraftır demiştim

Bu İnsanların Saygı ile Anıyorum ve Önlerinde Eğiliyorum

21. yüzyıla ait böyle bir tablo göremiyoruz
Bilimde artık bireysel başarıdan ziyade ekip çalışması ön planda

Ancak bu fotodaki gibi yeni düşünce akımları yaratan
Bu derecede idol olabilen bilim insanları artık yok

Umarım şu anda vardır da, daha makalesini yazmamıştır diye ümit ediyorum

Solvay Konferansı Katılanların

2 dakikalık Orijinal Videosu

Bilim dünyasının en önemli günlerinden birine ait olan bu kare

“En Zeki Fotoğraf” olarak nam saldı

Zaman zaman gündeme getirildi. 

Kimler yoktu ki o karede.

Enstien izafiyet teorisi
Pauli dışlama ilkesi
Planck sabiti

Heisenberg belirsizlik ilkesi
Schrödinger denklemi
Bragg yasası

Borh atom modeli
Broglie atom modeli
Brillouin bölgesi

Dirac matrisleri
Knudsen difüzyonu
Debye sıcaklığı

Langmuir izotermi
Ehrenfest paradoksu
Langevin eşitliği

Born Kuantum mekaniği
William Alfred Fowler Synthesis of the elements
Curie Radyoaktivite 
Auguste Piccard Batiskaf

★★★★★★★★★★★★★★

Ayrıntılı Okumak İstiyenler İçin;

Fotoğraftaki İsimleri ve Çalışmaları

En arkada ayakta duran bilim insanları soldan sağa doğru;
Auguste Piccard : Stratosfer ve denizaltı araştırmalarıyla ünlü İsviçreli fizikçi ve balon pilotudur. 

Dünya’nın üst atmosferini ve kozmik ışınları keşfetmiştir. 

Okyanusun derinliklerini keşfetmek için insansız su altı dalış makinesi batiskafı icat etmiştir.

Émile Henriot : Potasyum ve rubidyumun doğal radyoaktif olduğunu ilk kez gösteren Fransız kimyacıdır. 

Ayrıca yüksek açısal hızlar elde etmenin yöntemlerini araştırmıştır. 

Ultrasantrifüjler ve elektron mikroskobu konusunda çalışmalar yapmıştır.

Paul Ehrenfest : Kuantum mekaniğine ve istatistiksel mekanik ile kuantum mekaniği arasındaki ilişkiye katkı sağlayan Avusturya-Hollandalı fizikçidir. 

Ayrıca faz geçişi konusunda çalışmalar yapmıştır.

Edouard Herzen : Fizik ve kimyanın gelişmesi için önemli çalışmalar yapan Rus kökenli Belçikalı kimygerdir. 

Yüzey gerilimi üzerine tez yayınlamıştır.

Ernest de Donder : Kimyasal süreçler ile Gibbs’in serbest enerji kavramı arasındaki korelasyonları geliştirme çalışmaları ile ünlü Belçikalı matematikçi ve fizikçidir. 

Geri dönüşü olmayan süreçlerin termodinamiklerini ele alan ilk kişi olduğu söylenir.

★★★★★★★★★★★★★★

Erwin Schrödinger : Dalga mekaniği ve kuantum mekaniğinin kurucularından biri olarak kabul edilen Avusturyalı fizikçidir. 

Elektronların davranışlarını matematiksel olarak ifade etmiştir. 

Kuantum mekaniği ve atom teorisi üzerine yaptığı çalışmalar sebebiyle Nobel Ödülü almıştır.

Jules-Émile Verschaffelt : Fiziksel süreçlerin geri döndürülemezliği, termodinamik ve entropi üzerine çalışmalar gerçekleştiren Belçikalı fizikçidir.

Wolfgang Pauli : Kuantum fiziğinin öncülerinden olarak kabul edilen Avusturya asıllı İsviçreli teorik fizikçidir. 

Pauli dışarlama ilkesi olarak adlandırılan yeni bir doğa yasasını keşfetmesi sebebiyle Nobel Ödülü almıştır.

Werner Heisenberg : Belirsizlik ilkesini bulan Alman teorik fizikçidir. 

Atom teorisine katkıları sebebiyle Nobel Ödülü’ne layık görülmüştür. 

Schrödinger ile aynı zamanda atomun dalga mekaniğini matematiksel olarak aynı sonucu verecek şekilde formülize etmişlerdir. 

Almanya’nın atom bombası çalışmalarında görev almıştır.

Ralph Howard Fowler : Termodinamiğin sıfırıncı yasasını bulan İngiliz fizikçidir.

Léon Brillouin : Kuantum mekaniğine, atmosferde radyo dalgalarının yayılımına ve katı hal fiziğine katkı sağlayan Fransız fizikçidir.

★★★★★★★★★★★★★★

Orta sırada oturan bilim insanları soldan sağa doğru;

Peter Debye : Çiftkutup momentleri, X ışınları ve ışığın gazlardaki saçılımına ilişkin araştırmalarıyla 1936’da Nobel Kimya Ödülü’nü alan Hollandalı kimyacıdır.

Martin Knudsen : Moleküler gaz akışı ve moleküler ışın epitaksi sistemlerinin birincil bileşeni olan Knudsen hücresinin gelişimi üzerine yaptığı çalışmalar ile tanınan Danimarkalı fizikçidir.

Lawrence Bragg : X-ışını kırınımı yasasını keşfeden ve kristallerin yapılarını x ışınları yardımıyla analiz etmesindeki çalışmalarından dolayı Nobel ödülünü alan Avustralya doğumlu İngiliz fizikçidir.

Hans Kramers : Elektromanyetik dalgaların maddeyle nasıl etkileşime girdiğini anlamak için Niels Bohr ile birlikte çalışan ve kuantum mekaniği ve istatistiksel fiziğe önemli katkılarda bulunan Hollandalı fizikçidir.

★★★★★★★★★★★★★★

Paul Dirac : Kuantum mekaniğinin kurucularından olan Dirac, fermiyonların davranışını açıklayarak antimaddenin keşfine olanak sağlamıştır. 

Dirac denklemi ile tanınan Nobel Ödülü sahibi İngiliz fizikçi ve matematikçidir.

Arthur Compton : Elektromanyetik radyasyonun parçacık doğasını gösteren Compton etkisinin keşfiyle Nobel Ödülü kazanmış Amerikalı fizikçidir. 

2. Dünya Savaşı sırasında ilk nükleer silahların geliştirildiği Manhattan Projesi’nde metalurji laboratuvarının yönetimini üstlenmiştir.

Louis De Broglie : Hareket eden bir parçacığa bir dalga eşlik eder hipotezi ile dalga mekaniğinin temellerini oluşturan Nobel Ödülü sahibi Fransız fizikçidir. 

Einstein ve Planck’ın çalışmalarını birleştirerek ışık hızıyla hareket eden

Kütlesi olan bir taneciğin yaptığı dalga hareketinin dalga boyunu (λ) hesaplamayı sağlayan bağıntıyı elde etti.

Max Born : ”Kuantum Mekaniği’nin temelini araştırma, özellikle dalga fonksiyonunun istatistiksel yorumlama üzerine” adlı çalışması ile 1954 yılında Nobel Ödülü alan Alman fizikçidir. 

Katkı hal fiziği ve optik alanında da çalışmalar yapmıştır.

Niels Bohr : Kuantum mekaniği ve atomun yapısının anlaşılması üzerine yaptığı katkılarla tanınan Nobel Ödülü sahibi Danimarkalı fizikçidir. 

Bohr atom modeli ve tamamlayıcılık ilkesi ile tanınır.

Fotoğrafta en önde oturan bilim insanları soldan sağa doğru;

Irving Langmuir : Yüzey kimyası konusunda buluşları ve araştırmaları sebebiyle Nobel Kimya Ödülü alan ABD’li kimyagerdir.

Max Planck : Kuantum teorisini ortaya atan ve termodinamik kanunları üzerine çalışan Nobel Ödüllü Alman fizikçidir. 

Kendi adıyla bilinen Planck sabitini ve Planck ışınım yasasını keşfetmiştir.

Marie Curie : Uranyumla yaptığı deneyler sonucunda radyoaktiviteyi keşfeden, toryumun radyoaktif özelliğini bulan ve radyumu ayrıştıran Nobel Fizik Ödülü ve Nobel Kimya Ödülü sahibi Polonyalı-Fransız fizikçi ve kimyagerdir.

Hendrik Lorentz : Mekanik, termodinamik, hidrodinamik, katı hal teorisi, kinetik teorileri, ışık ve yayılım üzerine çalışmalar yapan Hollandalı fizikçidir. 

En önemli katkılarını elektromanyetizm, elektron teorisi ve görelilik konularında yapmıştır. 

Zeeman etkisini aydınlattığı için 1902 Nobel Ödülü’nü Pietr Zeeman ile paylaşmıştır.

Albert Einstein : Tüm zamanların en iyi fizikçilerinden olduğu kabul edilen Einstein görelilik teorisi ile tanınır. 

Aynı zamanda kuantum mekaniğinin gelişmesine de katkı sağlamıştır. 

Kütle-enerji denkliği formülü E=mc2 ile bilim dünyasında çığır açmıştır. Fotoelektrik etki yasasının keşfi ve matematik ile fizik alanındaki katkılarından dolayı Nobel Fizik Ödülü’ne layık görülmüştür.

Paul Langevin : Langevin dinamiği ve Langevin denklemlerini geliştiren Fransız fizikçidir.

Charles-Eugène Guye : Elektrik akımları, manyetizma ve gazlardaki elektriksel deşarjlar üzerine çalışmalar gerçekleştiren İsviçreli fizikçidir.

Charles Wilson : X-ışınları, radyoaktivite ve kozmik ışın çalışmalarında kullanılmış sis odası buluşuyla Nobel Fizik Ödülü kazanan İskoç fizikçidir.

Owen Richardson : Richardson kuralı ve termiyonik olay üzerindeki çalışmalarından dolayı Nobel Fizik Ödülü’ne layık görülen İngiliz fizikçidir.

★★★★★★★★★★★★★★

Solvay konferanslarının en ünlüsü herhalde 1927’de toplanan “Elektronlar ve Fotonlar” konulu 5. konferanstır.

Bu konferans modern kuantum teorisinin resmen dünya fizik camiasına açıklanması açısından tarihi bir dönüm noktasıdır. 

Daha önceki konferanslarda sunulan teorik çalışmalarda

1900’de ortaya çıkan kuantum fikri klasik fiziğin yöntemlerine sağlam bir teoriye dayanmayan “reçetelerle” eklemleniyor

Atom fiziği deneylerine şaşırtıcı şekilde uyan neticeler elde edilebiliyordu

Fakat nerede hangi reçetenin neden geçerli olduğunu ortaya koyan bir temel teori yoktu.

“Eski kuantum teorisi” diye adlandırılan bu 20 küsur yıllık dönem 1925’de Heisenberg’in matris mekaniğini

1926’da Schroedinger’in kendi adı verilen dalga denklemini bulması

Hemen arkasından da Dirac’ın ikisini daha genel bir çerçevede birleştiren “Transformasyon Teorisini” inşa etmesi ile sona erdi.

★★★★★★★★★★★★★★

Öte yandan, gene aynı konferansta bu yeni teorinin yorumu hakkında başlayan tartışmada başta Heisenberg, Bohr ve Pauli’nin kampı üste çıktıysa da

1960’larda John Bell’in “gizli değişkenler” teoremi ile 1927’de tartışmayı kaybetmiş gözüyle bakılan de Broglie’nin görüşleri tekrar ilgi görür oldu.

★★★★★★★★★★★★★★

Benjamin Couprie’nin 29 Ekim 1927 tarihinde çektiği bu fotoğrafın hikâyesi

Çok daha önceye gider

1911 yılına, dünyanın ilk ve en meşhur uluslararası bilim toplantısı olan Solvay Fizik Konferansı’na.

En sonuncusu 2011’de yapılan bu konferanslara

Bir asırlık zaman dilimi içinde dünyanın en iyi fizikçileri katıldı

Postmodern fizik bu konferanslarda biçimlendi. 

Modern bilimin yaklaşık dört yüzyıl önce kurulmasından bu yana entelektüel camiada binlerce panel, konferans ve kongre yapıldı 

Fakat bunlardan hiçbiri

Tartışmalarla gündeme gelen Beşinci Solvay Konferansı kadar bilim tarihinde kalıcı bir yer edinemedi. 

Bilimsel tartışma kavramı

Solvay Konferanslarını

Özellikle Beşinci Solvay Konferansı’nı başarılı ve önemli kılan en önemli unsur olarak kabul edilir. 

Klasik mekanik ile kuantum mekaniği arasındaki ayrışmanın

Bu kadar erken fark edilmesi, Niels Bohr ile Albert Einstein arasında yaşanan ve konferansa damga vuran tartışmaya bağlanabilir. 

★★★★★★★★★★★★★★

Bohr ve ekibi

Klasik mekaniğin belirlenimcilik

Kesinlik ve yerel gerçekçilik gibi sert ve güçlü karakterlerinde bundan böyle “Yumuşaklık ve Zayıflama” ihtiyacının doğduğu konusunda ısrar ederken klasik paradigmaya karşı binlerce yıllık sağduyumuza aykırı yaklaşımlar da (Belirlenimsizlik, Kesinsizlik, Yerel olmayan gerçeklik vb.) önerirler.

Fotoğrafın çekildiğinde, dokuz Nobel ödüllü bilim insanını aynı karede görmemizi sağlayan bu fotoğraf

Zengin tarihsel ve kuramsal bilgilerle örgülüdür. 

★★★★★★★★★★★★★★

Ön sırada bilim tarihinin neredeyse biricik leydisi, Marie Curie var

Yorgun görünen Bayan Curie, radyasyon üzerine yaptığı yüzlerce deney sonunda önemli bilimsel keşiflere ulaşmayı başardı ancak görme yeteneğini büyük oranda kaybetti. 

Ne bir kadın oluşu 

Ne de gözlerini yüce bir ideal uğruna kaybedişi, hiçbir soruna kesin bir çözüm üretmemiş fakat yalnızca düşünmüş olan Sokrates kadar ona ün kazandırdı.

Düşünmenin erkeğin işi olduğunu açıkça dile getiren Sokrates’i onaylayıp bayan Curie’yi yadsıyan bir fotoğraf bu aynı zamanda.

Bayan Curie’nin sağında

Güç ve otoritenin kendisinde olduğunu belli eden Hendrik Lorentz

Solunda ise onur konuğu diyebileceğimiz Max Planck oturuyor. 

Konferanstaki her şey

İlk dört konferansa da başkanlık etmiş olan Lorentz tarafından

Planck’ın ortaya koyduğu yeni hipotez şerefine gerçekleştiriliyor. 

★★★★★★★★★★★★★★

Şuna bakın ki Planck

Fotoğraftaki en mutsuz kişi gibi algılanıyor

Doğanın sürekliliği ve nedensellik ilkesinin doğruluğuna inançtan vazgeçmesi mümkün olmayan Planck’ın bitkinliğinin hatta yılgınının en basit nedeni, konferanstan önceki 26 yılını, kendi hipotezini çürütmeye çalışarak geçirmesi olabilir. 

Grubun en yaşlısı olan Planck

89 yıl sürecek hayatında bu ters yöndeki mücadeleye bir 20 yıl daha verecek fakat asıl acıyı, yaşadığı bir başka mücadelenin içinde bulacak. 

Yedi çocuğundan hayatta kalan sonuncusu

Hitler’e düzenlenen bir suikastın sanığı olarak tutuklanacak

Bedel olarak Planck’tan, Nazileri destekleyen bir bildiriyi imzalaması istenecektir.

Planck, evlat acısını son bir kere daha yaşayacak ancak bilim etiğini ve sorumluluğu terk etmeyecektir.

★★★★★★★★★★★★★★

Fotoğrafta

Nazi politikasını reddeden bir başka bilim insanı daha var

Planck ile aynı sıradaki Einstein

Einstein, Planck hipotezini kullanarak hem fotoelektrik etki olayına bilimsel bir açıklama getiriyor

Hem de kuantum mekaniğinin ilk önemli kavramını, fotonu keşfediyor. 

★★★★★★★★★★★★★★

Fakat Heisenberg’in kesinsizlik ilkesi nedeniyle kuramın geldiği son noktadan hiç hazzetmiyor ve hayatı, kuantum mekaniğinin eksik, düzeltilmesi gereken bir “safsata” olduğunu ispatlamaya çalışmakla geçiyor. 

Görelilik kuramı

Yerel-gerçeklik varsayımı ile ışıktan hızlı etkileşimin olamayacağı olgusuna dayanır

Bu yüzden klasik kesinlik ve belirlenimciliği korur

Kuantum mekaniği ise ya ışıktan hızlı etkileşmelerin varlığını onaylamak ya da belirlenimciliği terk etmek zorunda bırakıyor

Aklı başında herkes için aşılması çok zor bir uzlaşmazlık. 

Einstein, uzay ve zamanın göreli olduğunu ispat etse de fiziğin kesinlikçi ve belirlenimci yanını terk edemiyor

kesinlik ve belirlenimciliğe neredeyse bir mümin gibi inanıyor. 

Ona göre fizik, kesinliğin bilimidir

Olasılık, rastlantısallık, olumsallık, belirlenimsizlik, kesinsizlik “Bilim” kavramı içinde tevil edilemez şeylerdir. 

Ancak 20 yıldan fazla bir süredir kuantum fiziği üzerine kafa yoran Einstein’ın ikisi de yere basan ayakları ve gitmek üzereymiş izlenimi veren aceleci duruşu

Önemli bir tedirginliği dışa vuruyor. 

Çünkü kuantum mekaniği ile klasik mekanik ve görelilik arasındaki çatlağın derinliğini Planck’tan sonra tam olarak ilk kez Einstein idrak ediyor.

Kuantum mekaniğin standart yorumunu yapmak

42 yaşındaki Danimarkalı profesöre kalmış bir görev olarak addediliyor. 

Bohr’un rahat, kendinden emin ve gücünün doruğunda duruşu

Planck ve Einstein’a karşı vereceği entelektüel mücadelenin geleceğini sezmemize yardımcı oluyor. 

Bohr, uygulanan kuantum fiziğini, düşünülen kuantum mekaniğine dönüştürdüğünde nedensiz devinimler, ışıktan hızlı etkileşmeler, özdeşsizlikler yeni anlamlarına kavuşuyor. 

Fiziğin bu yeni kavramları, hem sağduyuya yabancı hem de us-dışı görünüyor. Einstein, onları “tuhaf” addediyor; hatta kuantum sıçramasını “hayalet etki” diyerek tiye alıyor.

Einstein’ın en önemli destekçisi Erwin Schrödinger

Fotoğrafta da Einstein’ın tam arkasında ayakta duruyor

Spor ceketi ve papyon kravatıyla sakin duruşu dikkat çekiyor. 

Onu, kedisiyle göremiyoruz çünkü henüz

Ne meşhur EPR makalesi yazıldı 

Ne de buna dayanan “Shrödinger’in Kedisi” icat edildi. 

Einstein’a desteği, belirlenimciliğin yeniden inşası ve rastlantısallığın fizikten kovulması arzusuna yönelik. 

Kendi adıyla anılan dalga denklemleri, dalga fonksiyonun belirlenimci evrimini verebiliyor fakat dalga fonksiyonunu çökerten ölçüm, her seferinde rastlantısal çıktılara yol açmaktan kurtulamıyor.

Schrödinger’in sağında Verschaffelt’i

Onun yanında ise kuantum mekaniğinin süvarilerinden, henüz yirmili yaşlardaki Wolfrang Pauli ve Werner Heisenberg’in kendilerine özgü, cesur ve dinamik duruşlarını görüyoruz. 

Heisenberg, kesinsizlik ilkesini Bohr’a asistanlık yaptığı yıllarda

Henüz 26 yaşındayken bu konferanstan az önce keşfetmiş

Adı geçen makaleyi Pauli’ye göndermişti. 

Önceki yıllarda Alman Gençlik Hareketi üyesi olan Heisenberg

Daha sonra Almanya için atom bombası yapımında görev almış

Hatta Bohr’u ikna etmeye çalışmış fakat Bohr

Planck ve Einstein gibi bu projede etik veya ideolojik gerekçelerle yer almamıştı.

Schrödinger’in önünde solda ise konferansın en genç ismi Paul Dirac oturuyor. Dirac’in sağındaki Einstein’ın hemen arkasındaki içe dönük ama gururlu tip Arthur Compton. 

Onun sağında Loise de Broglie ile Max Born

Onun da sağında, ortada en sağda Büyük Danimarkalı Bohr oturuyor. 

Onların Bohr’a yakınlığı yalnızca fiziksel değil

Fotoğraftakilere askeri bir komut verip “Ayağa kalk, sola dön, uygun adım ilerle” denilse, tarihsel gerçeklik bu resimde Bohr’un önderliğini

Onu takip edenleri ve sonradan katılanları küçük bir hileyle bize sunacak gibi görünüyor.

★★★★★★★★★★★★★★

Bu fotoğrafı

Başka bir fotoğrafla karşılaştırabilseydik 

O Fotoğrafta;

Arkhimedes,  İbni Heysem,  Harezmî, Kepler,  Galilei,  Newton, Faraday ve Maxwell gibi modern bilimin devleri yer alırdı. 

★★★★★★★★★★★★★★

Klasik mekaniğin babalarını resmeden bu ikinci şaheserde zaman, tarihin derin yarıklarıyla ayrılmış, mekân ise aralarında anlık etkileşmeler gözlenemeyen farklı kıtalara dağılmış olurdu. 

Bununla birlikte bu fikir

Yalnızca uzay ve zaman koordinatlarındaki yakınlaştırılamaz ayrışmadan ötürü değil, modern bilimin sosyolojik mekanizmasındaki bir olgu yüzünden de tasarlanabilir değildir

Klasik mekanik

Dayandığı gerçeklik ve hakikat anlayışı nedeniyle zorunlu olarak art-süremli ve zaman-dizinseldir. 

Bir tarih şeridi üzerinde, dâhilerin bireysel çalışmaları ve yüksek iç görüleriyle işleyen sürecin bağımsız ürünlerinin birbirine eklenmesiyle inşa edilmiştir. 

Bu yüzden klasik mekanik, bu türden bir fotoğrafta kendi inşasına tanıklık edemezdi.

Kuantum mekaniğinin bu fotoğrafta bir araya gelen takım oyuncularının “şimdi ve burada” ve “birlikte-bulunuşları (co-existence)”, her şeyin birbirine çok yaklaştığı ve sınırların bulanıklaştığı bu yüzyıla has imkânlarla edimselleşir

Bağlılaşım, yerel-olmayan etkileşimler, tümlerlik, tünelleme, kopyalama yasağı, belirlenimsizlik, dolanıklık. 

McEvoy’un karikatürize ederek tasvir ettiği gibi gelecek kuşaklar, kuantum fiziğinin bu devlerini 1927 yılında bir araya getiren coğrafi yakınlığı ve yoğun zaman kesitini öğrendiklerinde şaşkınlık ve hayret duyacaktır. 

Çünkü bilim tarihinde bu kadar kısa sürede, bu kadar az kişiyle, bu kadar çok şeyin açıklığa kavuşturulduğu bir başka zaman dilimi neredeyse yoktur.

Konferans bitip fotoğraf çekildikten bir gün sonra

30 Ekim’de Brüksel Merkez İstasyonu’ndan Schrödinger, Einstein ve Planck Berlin’e doğru

Born, Göttingen’e; de Broglie, Paris’e

Dirac, Cambridge’e; Bohr ve Heisenberg, Kopenhag’a

Pauli, Zürih’e doğru yola çıktı. 

Yanlarında düşünce tarihinin tanık olmadığı en “tuhaf” fikirler dizisi vardı

Onlara, düşünmeye bolca vakit sunan tren yolculuğunda yeni fizik kuantum mekaniği eşlik ediyordu. 

Çoğu muhtemelen Einstein’la hemfikir olarak kuantum mekaniği denilen bu çılgınlığın, daha eksiksiz bir kuram yolunda atılan sadece bir adım olduğunu ve daha iyi, sağduyuya daha uygun yeni bir kuram geliştirilince atılacağını, unutulup gideceğini umuyorlardı. 

Fakat Avrupa kıtasının küçük bir bölgesinde yoğunlaşan evlerine dönüp günlük çalışmalarına başladıklarında, bu umutlarını uzun süre koruyamayacaklarını fark edeceklerdir.

★★★★★★★★★★★★★★

Solvay Konferansı 1911 yılından bu yana belli periyotlarda devam etmektedir. Konferansların düzenlendiği yıllar, konferans konusu ve başkanı aşağıdaki tabloda belirtilmiştir

Belirsizlik İlkesi ve Tamamlayıcılık İlkesi
Heisenberg’in ortaya attığı Belirsizlik İlkesi ve Bohr’un savunduğu Tamamlayıcılık İlkesi kuantum mekaniğinin temeli olarak görülmektedir. 

Bu ilkeler, kuantum alanındaki olasılık ve belirsizlik ifadelerinin anlaşılabilmesi açısından önemlidir. Einstein ise bu fikirlere tamamen karşıydı. 

Einstein’a göre kuantum mekaniğine ait belirsizlik ve olasılık tabirleri, evrende gerçekleşen olayların bir neden-sonuç ilişkisine dayalı olduğu ve önceden belirlenen kurallar çerçevesinde ilerlediği görüşü dikkate alınarak sorgulanması gereken tabirlerdir. 

Bu görüşünü de "Tanrı zar atmaz" ifadesiyle savunmuştur

Bohr ise ‘Albert, Tanrı’ya ne yapacağını söylemeyi bırak!’ ifadesiyle karşılık vermiştir.

Belirsizlik İlkesi, bir cismin belirli bir andaki konumu ile momentumunun (kütlesiyle hızının çarpımının) aynı anda ve kesin değerlerle teorik olarak bile ölçülemeyeceğini savunmaktadır. 

Kuantum mekaniği, mikroskobik dünyanın davranışını açıklarken bazı durumlarda belirsizlikler ve çelişkiler ortaya çıkar. 

Tamamlayıcılık İlkesi de bu belirsizlikleri ve çelişkileri anlamak için kullanılmaktadır Temel olarak Tamamlayıcılık İlkesi, bir sistem veya parçacığın belirli özelliklerinin, farklı ölçüm koşullarında veya farklı deneylerde gözlemlenebileceğini açıklar. 

Ancak aynı anda her iki özellik de net bir şekilde ölçülemez.

★★★★★★★★★★★★★★

Kopenhag Yorumu
Bohr tarafından ortaya atılan Kopenhag Yorumu‘na göre makro sistemler klasik fizik teorileri ile incelenmektedir. 

Mikro sistemler ise kuantum mekaniği ilkeleri aracılığıyla gözlemlenir

Fizikte gözlemin rolünün öne çıkarıldığı bir yaklaşımdır. 

Kuantum mekaniğinin en önemli sorunlarından biri, sonucun gözlemci tarafından öğrenilmesinden sonra mı yoksa ölçüm aleti tarafından kaydedilmesinden sonra mı ölçme işleminin tamamlanmış sayılacağıdır. 

Kopenhag Yorumu’na göre sadece bir gözlem veya ölçüm sonucu bulunanlar gerçek olarak kabul edilmektedir. Aksi halde gerçeklikten bahsedilemez.

★★★★★★★★★★★★★★

Einstein ve Bohr Arasında Geçen Bilimsel Tartışmalar
Einstein ve Bohr arasında geçen tartışmalar, fizik tarihinin dönüm noktalarından olması sebebiyle oldukça önemlidir. 

Bu durum 5. Solvay Konferansı’nı da tarihin en önemli fizik konferansı yapmaktadır Solvay Konferansı boyunca süren tartışmalar sonucunda kuantum teorisi benimsenmiş ve modern fizik şekillenmiştir. 

Bu sayede nükleer fizik ve radyoaktivite alanında önemli gelişmeler yaşanmıştır.

Niels Bohr ve Albert Einstein

Daha önceki konferanslarda, 1900’lü yılların başında Max Planck’ın Siyah Cisim Işıması ile ortaya çıkan kuantum fikri hakkında çalışmalar sunulmuştur. 

Bu çalışmalarda klasik fizik ile uyumlu neticeler elde edilen deneylerden bahsediliyordu. 

Fakat neden-sonuç ilişkisi temel bir teoriye dayandırılamıyordu. 

Eski kuantum teorisi olarak ifade edilen bu dönem, 1925’te Heisenberg’in matris mekaniğini, 1926’da Schrödinger’in dalga denklemini ve Dirac’ın her iki olguyu birleştiren transformasyon teorisini ortaya atmasıyla sona ermiştir. 

1927 yılında ise 5. Solvay Konferansı’nda Heisenberg ve Bohr’un öne çıktığı tartışmalarda kuantum mekaniği bilim dalı olma yolunda önemli bir mesafe kat etmiştir. 

İlginçtir ki Max Planck’a bilimsel olarak destek veren ve fotoelektrik olayı açıklayarak kuantum fiziğine katkı sağlayan Einstein, kuantum fikrini savunanlar arasında yer almak istememiştir.

Bu sebeple Heisenberg’in Belirsizlik İlkesi’ni ve kuantum teorisinin ortaya çıkardığı olasılık kavramının yanlış olduğunu belirtmiştir.

5. Solvay Konferansı Einstein’ın öne sürdüğü fikirlerin Bohr tarafından çürütülmesine sahne olmuştur. 

Bu sebeple Einstein, istemeyerek de olsa kuantum teorisini kabul etmek zorunda kalmıştır. 

Sonrasında Einstein tarafından yapılan çalışmalarda bu teorinin geçersiz olmadığı fakat eksik yönlerinin olduğu ispatlanmaya çalışılmıştır. 

Einstein ve Bohr arasındaki bilimsel tartışmalar düşünce deneyleri ve cevaplar ile devam etmiştir.

★★★★★★★★★★★★★★

Yarık Deneyi
Einstein, 5. Solvay Konferansı sırasında Kopenhag Yorumu’na yönelik ilk ciddi eleştirisini sunmak ve Bohr’un fikirlerini çürütmek adına bir düşünce deneyi önermiştir. 

Yarık deneyi olarak adlandırılan bu deneyde elektron demeti, üzerinde çok ince bir yarık bulunan bir perdeye çarpar. 

Yarık çok ince olduğundan, yarıktan geçen elektronlar kırınıma uğrar ve her yönde hareket edebilme olasılığına sahip olur. 

İlk perdenin arkasında bir perde daha vardır

Bu durumda kırınıma uğrayan elektronlar ikinci perdenin herhangi bir yerine çarpabilme olasılığına sahiptir. 

Kuantum mekaniği, elektronların yarıktan geçtikten sonra ikinci perdeye doğru olan hareketlerini küresel bir dalga olarak açıklar. 

Bu dalga fonksiyonun karesinin ikinci perde üzerindeki herhangi bir yerdeki değeri, elektronun o noktaya çarpma olasılığını verir. 

Buna göre elektron, perdeye ulaşmadan önce perdenin her yerinde bulunabilir fakat perdeye tek bir noktada çarpar.

Yarık deneyi

Einstein’a göre bu durum, dalga fonksiyonunun perdenin iki farklı yerinde aynı andaki davranışının birbiriyle bağlantılı olduğu şeklinde açıklanır. 

Yani görelilik teorisine aykırıdır. Ayrıca kuantum teorisi, elektronun neden Y noktasına değil de, X noktasına çarptığını açıklamaz. 

Bu durum Einstein’a göre kuantum teorisinin eksikliğidir

Einstein olasılıkların tek bir elektron için değil çok sayıda elektronun istatistiksel bir özelliği olduğunu öne sürmüştür. 

Bohr ve diğer fizikçiler bunun bazı elektronların negatif kinetik enerjiye sahip olmasına neden olacağını göstererek Einstein’ın görüşünü çürütmüşlerdir.

Yarık deneyinde Einstein’ın savunduğu bir görüş daha vardı

Duvar üzerinde yer alan ve genişliği d olan bir yarıktan geçen parçacığın momentumunda Belirsizlik İlkesi’ne göre h/d değerinde bir belirsizlik olur. 

Einstein, bu yarığın yer aldığı duvara yönlendirilen fotona ait dalga fonksiyonunun yarıktan geçtikten sonra kırılacağını belirtmiştir. 

Ayrıca Einstein, momentumun korunumu sayesinde duvardaki geri tepmeyi ölçerek fotonun momentumunu bulabileceğimizi iddia ediyordu. 

Bohr’a göre ise fotonun geçtiği duvar da bir kuantum mekanik sistemiydi. 

Yani duvardaki geri tepmenin hassas bir şekilde ölçülmesi için fotonun geçmesinden önce duvardaki momentumun da aynı hassasiyete kadar tespit edilmesi gerekirdi. Buna göre duvarın konumu da belirsizdi.

★★★★★★★★★★★★★★

Işık Kutusu Deneyi
1930’da yapılan ‘Manyetizma’ konulu 6. Solvay Konferansı‘nda Einstein çok iyi bir fikir sunmuştur. Belirsizlik İlkesi’nin tutarsız olduğunu göstermek amacıyla kendisine ait olan E=mc2 formülünü kullanmıştır. 

Buna göre Einstein, kütledeki değişimi ölçerek enerjideki değişimi bulmayı mümkün hale getirmiştir. 

Eğer aynı anda bu değişimin gerçekleştiği zamanı da belirleyebilirse enerji ile zaman arasındaki belirsizlik ilişkisini çürütecekti.

Bunun için ışık kutusu adlı düşünce deneyi doğrultusunda terazinin ucuna asılı duran bir kutu tasarladı. 

Kutunun içerisi ışık ile doluydu ve iç duvarları iyi bir yansıtıcı özelliğe sahipti. 

Böylece ışık duvarlardan yansıyıp sürekli kutunun içinde kalıyordu. 

Fakat kutunun bir yüzünde bir delik bulunmaktaydı. 

Bu deliğin tam üstünde ise saat ile kontrol edilebilen bir açma-kapama sistemi bulunmaktaydı. 

Delik açıldığında kutunun içinden dışarı doğru bir foton bırakılıyordu. 

Buradaki amaç, fotonun salınımı sonrasında enerji değişimini okumaktı

Çünkü enerjideki değişim, terazi üzerindeki göstergede kütledeki değişim olarak okunuyordu

Bu deney Bohr’u şoka uğratmıştı.

Işık kutusu deneyi için kullanılan deney düzeneği

Bohr çözümü bir türlü bulamıyordu

Konferanstaki fizikçileri Einstein’ın haklı olmadığına ikna etmeye çalışıyordu. 

O gece Bohr

Einstein’ın iddialarını çürütmek adına hiç uyumadan sabaha kadar çalışmıştı

Başarılı da oldu. 

Einstein’ın genel görelilik teorisine göre kütle çekimi içindeki farklı konumlarda zaman farklı hızlarda değişir. 

Kutudan bir foton bırakıldığında kutu hafiflediği için kütle çekimi alanı içindeki yeri de değişir. 

Bu da zaman ölçümünde bir belirsizliğe yol açar

Genel göreliliğin öngördüğü bu faktörleri dikkate alınca Bohr, Heisenberg’in Belirsizlik İlkesi’nin tutarlı olduğunu göstermeyi başardı. 

Einstein’ın tasarladığı kutuyu kullanarak hem enerjiyi, hem de zamanı istenen kesinlikte ölçmek mümkün olamaz. 

Böylece Einstein’ın geliştirmiş olduğu genel görelilik kuramı Einstein’ın fikrini çürütmüş oldu.

1933 yılında gerçekleştirilen 7. Solvay Konferansı’na Hitler’in iktidara gelmesi sebebiyle ABD’den Almanya’ya dönmeme kararı alan Einstein katılamamıştır. 

Bu yenilgiden sonra Einstein belirsizlik konusundaki tutarsızlıkları aramayı bırakmış ve kuantum mekaniğinin eksikliklerine odaklanmıştır.

★★★★★★★★★★★★★★

EPR Paradoksu
Einstein’ın 1934 yılında Princeton Üniversitesi’nde yeni kurulan İleri Araştırmalar Enstitüsü’ne katıldıktan sonra yayınladığı ilk çalışma Kopenhag Yorumu’nun eksiklikleri üzerineydi. 

Bu çalışma literatürde EPR (Einstein–Podolsky–Rosen) paradoksu olarak bilinmektedir

Ayrıca Kopenhag Yorumu’nun eksikliğine yönelik Einstein’ın en iyi kozudur. 

Einstein bu çalışmayla alakalı olarak 1935 yılında Boris Podolsky ve Nathan Rosen ile birlikte Physical Review’da bir makale yayınlamıştır.

 “Can Quantum-Mechanical Description of Physical Reality be Considered Complete?” adlı makalede Kuantum Bağıntısı adında başka bir düşünce deneyi öneriliyordu.

Eisntein ve arkadaşlarına göre eğer kuantum teorisinin açıklamadığı ya da hiç dokunmadığı bir takım gerçekliklerin varlığı gösterilebilirse kuantum teorisinin eksik olduğu kanıtlanmış olacaktı. 

Böylece Bohr’un kuantum teorisinin bütünlüğü olan bir teori olduğu iddiasını çürütecekti.

Einstein’ın çalışmasında anahtar konumunda olan kavram fiziksel gerçeklik kriteriydi. Einstein’a göre fiziksel gerçekliğin tanımı

‘Eğer bir sistemi hiç bir şekilde rahatsız etmeden o sistemle ilgili bir fiziksel miktarın değerini kesin olarak tahmin edebiliyorsak o fiziksel miktara karşılık gelen bir fiziksel gerçeklik vardır’ şeklindeydi. 

Bohr bu konuda biraz daha farklı düşünüyordu

Bohr fiziksel gerçekliği varsayıyor ve fiziğin amacının bu gerçeklikle ilgili sırları ortaya çıkarmak olduğunu söylüyordu.

Einstein, Podolsky ve Rosen şu iki alternatifi önerdiler

‘Ya gerçeğin dalga fonksiyonu ile kuantum mekaniksel betimlenmesi eksik ya da birbirini tamamlayıcı olan özelliklere karşılık gelen fiziksel miktarlar aynı anda gerçekliğe sahip olamazlar. 

Yani biri gerçekse diğeri gerçek olamaz.’ Einstein birinci alternatifi, Bohr ise ikinci alternatifi savunuyordu

EPR’nin fiziksel gerçeklik kriterini kullanırsak ikinci alternatifi savunmak çok güçleşmektedir.

Birbiriyle çarpışan veya birbirine bağlı olan iki parçacık düşünelim

Toplam dalga fonksiyonu dikkate alındığında, bir parçacığın pozisyonu biliniyorsa ikinci parçacığın konumu da net olarak belirlenir. 

Buna göre bir parçacığın momentumu ölçüldüğü taktirde, ikinci parçacığın momentumu net olarak belirlenir.

★★★★★★★★★★★★★★

EPR Makalesine Bohr’un Cevabı
Bohr, EPR makalesini okuduktan sonra aynı başlıkta başka bir makale yazmıştır 

Bohr’a ait “Can Quantum-Mechanical Description of Physical Reality be Considered Complete?” makalesi de Physical Review’da yayınlanmıştır. 

Buna göre iki parçacık tek bir sistem halinde bir kuantum fonksiyonuyla ifade edilir

Bu nedenle Bohr EPR makalesinin, Belirsizlik İlkesi’ni ortadan kaldırmadığını belirtmiştir. 

Sonuç olarak Einstein’ın Kopenhag Yorumu’na yönelik eleştirilerinin sonuçsuz olduğu ilerleyen süreçte bilim camiası tarafından büyük oranda kabul edilmiştir.

Einstein ve arkadaşlarının yayınladığı makaleye karşılık Bohr da aynı başlıkla bir makale yayınlıyor.

★★★★★★★★★★★★★★

Klasik Fizik ve Kuantum Fiziği
1932 yılında kuantum fiziği bir bilim dalı olarak kabul edilmiştir

Bu sayede evrende gerçekleşen olayların bir neden-sonuç ilişkisine dayalı olması fikri geri plana atılmıştır. 

Böylece Sanayi Devrimi’nden itibaren kabul gören makro ölçekteki klasik fizik görüşüne modern fiziğin öncüsü olarak mikro ölçekte kuantum görüşü dahil olmuştur.

Klasik fizik ve kuantum fiziği arasındaki fark

Einstein’ın kuantum fikrini benimsememesinin en büyük sebeplerinden birisi kuantumun temelinde olasılıkların olmasıdır. 

Diğer bir sebep ise kuantum teorisinin tekil olayları açıklamada başarılı olmaması, grup olaylarını ise çok iyi bir şekilde açıklamasıdır.

 Örneğin kararsız durumdaki tek bir radyoaktif plütonyum çekirdeğini incelediğimizi varsayalım

Kuantum teorisi bu çekirdeğin ne zaman ve ne büyüklükte bir enerji açığa çıkararak bozunacağını söyleyemez. 

Çekirdeğin bozunup bozunmadığını ölçmeden söyleyemediğimiz için kuantum fiziğinde o çekirdeğe bozunmuş olmakla olmamak arasında bir durumdadır denir. 

Tüm bunlara rağmen milyarlarca plütonyum çekirdeğinin bozunma verilerini hesaplama şansına da kuantum ile erişiyoruz.

Einstein’a göre kuantum büyük ve eksiksiz bir teorinin eksik bir ifadesiydi

Yani kendisinin araştırdığı büyük teorinin küçük bir parçasıydı.

Einstein’ın hayatının son 30 yılı, doğadaki 4 temel kuvveti birleştirip atom altı dünyadan galaktik boyutlara kadar her türlü fiziksel gerçeğin temelini oluşturan her şeyin teorisini bulmaktı. 

Yani kuantum olaylarını görelilik teorisiyle birleştirmek üzerine bir hedefi vardı ancak bunu başaramadan vefat etmiştir.