1926 yılında Avusturyalı fizikçi Erwin Schrödinger, kuantum fiziğinin en önemli denklemini yazdı. Bugün fizik bölümlerinde onun adıyla okutulan bu denklem, bir sistemin zaman içinde nasıl davranacağını tam bir kesinlikle verir.

Denklemin çözümüne dalga fonksiyonu denir. Bir elektronun durumunu tarif eden matematiksel bir çözümdür.

Schrödinger denklemi yazdı ama ne anlama geldiğini kendisi bilmiyordu. Dalga fonksiyonunun, elektronun uzaya yayılmış gerçek bir bulut gibi olduğunu düşünüyordu — yani elektron cidden dağılmıştı.

Bir yıl geçmeden bu yorumun yanlış olduğu anlaşıldı. Çünkü siz elektronu ölçtüğünüzde onu hiçbir zaman dağılmış hâlde bulmuyorsunuz. Her seferinde tek bir noktada, tek parça hâlinde buluyorsunuz.

O hâlde dalga fonksiyonu neyin dalgasıydı?

Olasılık dalgası

Cevabı 1926'da Max Born verdi ve bu yorum bugün de geçerlidir.

Dalga fonksiyonu, maddenin dalgası değildir. Olasılığın dalgasıdır.

Elektron dağılmış hâlde durmuyor. Dağılmış olan şey, onu nerede bulacağınıza dair ihtimal. Dalga fonksiyonu büyükse orada bulma ihtimaliniz yüksek, küçükse düşük.

Çift yarık deneyinde perdedeki şeritlerin anlamı buydu. Tek bir elektron her seferinde tek bir noktaya düşüyordu; ama hangi noktaya düşeceğini olasılık dalgası belirliyordu. Yüz bin elektron biriktiğinde o dağılım gözle görülür hâle geliyordu.

Şimdi burada duralım, çünkü fizik tarihindeki en büyük kırılma burasıdır.

Newton'dan beri fizik şunu vaat ediyordu: bana bir sistemin şu anki hâlini eksiksiz ver, sana geleceğini kesin olarak söyleyeyim. Bilinmezlik varsa, bu bilgimizin eksikliğindendi.

Kuantum bu vaadi geri aldı. Bir elektronun ölçülebilir bütün bilgisine sahip olsanız bile, tek bir ölçümde nereye düşeceğini söyleyemezsiniz. Sadece ihtimalini söylersiniz.

Zar atarken sonucun bilinmemesi bilgi eksikliğidir; zarın dönüşünü yeterince hassas ölçebilseniz sonucu bilirdiniz. Kuantumdaki durum böyle değildir: orada, ölçümden önce okunmayı bekleyen hazır bir sonuç bulunmuyor.

Ve o kelime: süperpozisyon

Burada, dışarıda en çok duyacağınız terimin adını koymamız gerekiyor.

Elektron ölçülmeden önce hangi durumdadır? Kuantumun cevabı şu: mümkün durumların toplamı olan bir durumda. Buna süperpozisyon denir; Türkçede "üst üste binme" diyebiliriz.

En yaygın anlatım şöyledir: "Elektron aynı anda iki yerdedir." Bu cümle akılda kalıyor ama yanıltıcıdır. Doğrusu şudur: elektron tek bir durumdadır, ama o durum bizim tanıdığımız iki seçeneğin hiçbirine benzemez; onların toplamıdır.

Bir örnek meseleyi netleştirir. Bir gitar teli aynı anda birden çok frekansta titreşebilir; duyduğunuz ses o titreşimlerin toplamıdır. "Tel aynı anda iki ayrı yerde" demezsiniz. "Telin tek bir hareketi var, o hareket iki dalganın toplamı" dersiniz.

Ya da bir orkestrayı düşünün. Salondaki hava tek bir biçimde titreşir; ama o titreşim kemanın, davulun, flütün dalgalarının toplamıdır. Tek bir gerçeklik, birden çok bileşen.

Şimdi kritik ayrımı yapalım.

Süperpozisyon, "bilmiyoruz" demek değildir. Kapalı bir kutuda bir madenî para var ve yazı mı tura mı bilmiyorsunuz — bu süperpozisyon değildir. Orada para çoktan bir yüzüne yatmıştır, sadece siz bakmadınız.

Süperpozisyonda ise henüz yatmış bir yüz yoktur. Ve bunun laboratuvarda ölçülebilir bir farkı vardır: girişim deseni. Elektron çoktan bir yarığı seçmiş olsaydı ve biz sadece hangisi olduğunu bilmeseydik, perdede iki yığın oluşurdu. Şeritler oluşuyorsa, seçim yapılmamış demektir.

Yani süperpozisyon bir cehalet........

© Yeni Mesaj