1,000 Uzmanla Yapılan Anket Gösteriyor ki Kuantum Fizikçileri Hâlâ Hiçbir Şeyde Anlaşamıyor!

Temmuz 1925’te, tam bir asır önce, ünlü fizikçi Werner Heisenberg ünlü meslektaşı Wolfgang Pauli’ye bir mektup yazmıştı. Heisenberg, mektubunda “mekanik görüşlerinin her geçen gün daha da radikalleştiğini” itiraf ediyor, gönderdiği taslak makaleye dair Pauli’nin hızlı geri bildirimini rica ediyordu çünkü bu makaleyi “tamamlayıp tamamlayamayacağına…ya da yakması gerekip gerekmediğine” karar vermek istiyordu.

Bu makale ise daha emperik bir şekilde doğrulanabilir bir kuantum mekaniği versiyonunun temellerini atan Umdeutung (yeniden yorumlama) makalesiydi. Bu nedenle bilim insanları, Umdeutung’in yayınlandığı tarihi kuantum mekaniğinin resmi doğum günü olarak kabul eder. Bu 100. yıldönümünü anmak için, Nature, alanın en çetin tartışılan sorularıyla ilgili 1,101 fizikçinin görüşlerini aldı. Ve görüldü ki geçmişte olduğu gibi kuantum fiziği hâlâ karmaşık bir alan.

Bugün yayınlanan anket, fizikçilerin genellikle kuantum mekaniğinin yorumları konusunda ortak bir fikir geliştiremediklerini ve yanıtlarından emin olmadıklarını gösteriyor. Fizikçiler sadece iki konuda hemfikir: matematiğin daha sezgisel ve fiziksel bir yorumunun değerli olduğuna (86%) ve ironik olarak, kuantum teorisinin nihayetinde daha eksiksiz bir teoriyle değiştirileceğine (75%) inanıyorlar. Toplamda 15,582 fizikçiyle temas kuruldu, bunlardan 1,101’i yanıt verdi ve anketin yanıt oranı %7 oldu. Yanıt veren 1,101 kişinin 100’den fazlası anket sorularına dair yazılı yorumlar gönderdi.

‘Ders kitabı’ yaklaşımı hâlâ başı çekiyor, ama bir şartla

Katılımcılardan ölçüm problemine yönelik terchiliklerini belirtmeleri istendi. Kuantum teorisindeki bu uzun süreli bilmecede, süperpozisyondaki kuantum durumlarının belirsizliğinden söz ediliyor. Sunulan seçeneklerde belirgin bir çoğunluk oluşmadı. İlk sırada %36 ile Kopenhag yorumu yer alıyor; bu yaklaşıma göre (oldukça basit bir ifadeyle) kuantum dünyaları klasik olanlardan ayrılır ve kuantum durumlarındaki parçacıklar, klasik bir gözlemci tarafından ölçüldüklerinde ancak özellik kazanır.

Kopenhag yorumuna karşıt olanlar, bu yorumu alaycı bir şekilde “kapat ve hesapla” yaklaşımı olarak tanımlıyor. Bunun nedeni, detayların genellikle pratik uğraşlar için göz ardı edilmesidir ki bu, örneğin kuantum hesaplama gibi işler için oldukça etkili bir yöntemdir. Ancak, Kopenhag yorumunu seçen fizikçilerin yarısından fazlası yanıtlarından çok da emin olmadıklarını kabul ederek detaylandırmalarını isteyen yan sorulardan kaçındılar.

Buna rağmen, katılımcıların %64’ü, çok daha radikal görüşleri destekleyen bir “sağlıklı takip” göstermiş durumda. Bunlar arasında bilgiye dayalı yaklaşımlar (%17), çok dünyalar (%15) ve Bohm-de Broglie pilot dalga teorisi (%7) yer alıyor. Bunun yanında, %16’lık bir dilim ise tüm seçenekleri reddeden, hiçbir yoruma ihtiyacımız olmadığını belirten ya da kuantum mekaniğinin en iyi yorumu olarak kişisel görüşlerini sunan yazılı yanıtlar gönderdi.

Bu nedenle, kuantum mekaniğindeki birçok diğer çaba gibi, neyin kalıcı olacağını görmeyi beklemekten başka çare yok (ya da daha muhtemel, neyin kalıcı olmayacağını).

Bölünmüş sonuçlar, belirsiz değerlendirmeler

Nature’da sonuçları değerlendiren fizikçiler arasında mutabakatın eksikliğinin endişe verici olup olmadığı konusunda karışık duygular vardı. Örneğin, City University of New York’tan Elise Crull, Nature’a verdiği demeçte belirsizliğin “insanların yorumlar konusunu ciddiye aldıklarını” gösterdiğini belirtti.

Felsefe ve fizik kesişimindeki uzmanlar ise daha eleştireldi. Tim Maudlin, New York Üniversitesi’nde fizik felsefesi profesörü, Gizmodo’ya verdiği röportajda anketin belirli konseptlerle ilgili kategorilendirmesinin yanıltıcı olduğunu ve çelişkili cevaplara yol açtığını söyledi—katılımcıların bunu fark etmemiş olabileceğini ekledi.“Bence buradan çıkarılacak ana ders, fizikçilerin temel konular hakkında net düşünmedikleri ve güçlü görüşler geliştirmedikleri,” dedi Maudlin, benim yüksek lisans dönemindeki hocam.

Johns Hopkins’ten teorik fizikçi Sean Carroll, Gizmodo’ya gönderdiği bir e-postada benzer endişeleri dile getirdi. Birkaç faktör bu fikir birliği eksikliğinin arkasında olabilir, dedi, ancak yaygın bir görüş var ki “hesaplamalarla deneysel tahminlerde bulunabildiğimiz sürece fark etmez,” ki bunun “açıkça yanlış” olduğunu belirtti.

“Bu makul olurdu eğer fiziğin nihai teorisini zaten bildiğimize ve çözülmesi gereken başka bir bulmacamızın kalmadığına inansaydık,” diye ekledi Carroll, anket için danışılan uzman grubunun bir parçası. “Ama kimse öyle düşünmüyor.”

“Gerçeklik hakkında insanlara anlatacak bir hikayemiz olmaması çok utanç verici,” diyor New Mexico Üniversitesi’nde teorik fizikçi Carlton Caves, Nature’ın raporunda.

Bununla birlikte, anketin sonuçları, nitelikli bir teorik temellendirme ihtiyacına dair genel bir inanışa işaret ediyor gibi görünüyor. Katılımcıların neredeyse yarısı, fizik bölümlerinin kuantum temellerine yeterince önem vermediğini kabul ediyor. Öte yandan, %58’i deneysel sonuçların hangi teorinin “tek” olacağına dair fikir vereceğini belirtti.

Schrödinger’in konsensüsü, bir nevi

İyisiyle kötüsüyle, anket kuantum bilimindeki canlı, hızlı gelişen alanın bir temsilcisi—ki eğer bizim haberlerimizi takip ediyorsanız, bu konunun gerçekten, gerçekten garipleşebileceğini görmüşsünüzdür. Açıklamaların veya mutabakatın olmaması kesinlikle kötü bilim olarak değerlendirilmez—bu sadece gelecekteki bilimdir. Sonuçta, kuantum mekaniği, tüm karmaşık yapısına rağmen bilim tarihinin en fazla deneyle doğrulanmış teorilerinden biridir.

Bu uzmanların, kuantum mekaniği konusunda nasıl bu kadar çeşitlilik gösteren görüşlere sahip olup yine de kendi bakış açılarını destekleyen somut kanıtlar sunabilmesi gerçekten büyüleyici. Bazen, tek bir doğru ya da yanlış cevap yoktur—sadece farklı cevaplar mevcuttur.

Quantum tutkunları için, fizikçilerin hangi konularda ayrıştığını ve nasıl ayrıştığını daha detaylı öğrenmek için tam rapora göz atmanızı kesinlikle tavsiye ederim. Orijinal anketi, metodolojisini ve tüm cevapların anonimleştirilmiş versiyonunu raporun sonunda bulabilirsiniz.

Ve eğer anketi alırsanız ya da en azından bir kısmını tamamlarsınız, yanıtlarınızı paylaşmaktan çekinmeyin. Oh, ve sizce Heisenberg’in Umdeutung‘u yakması gerekip gerekmediğine inandığınızı bana iletebilirsiniz.