Robert Gilmore – Kuarkların Büyücüsü

Bilimin “mesafeli duruşunun” şaşkınlık hissini yok ettiği söylenir. Öyle ki atomlardan, yalnızca atomlardan meydana geldiğini bilirseniz dünyayı olağanüstü bulamazsınız. Bu tıpkı Shakespeare’in eserlerini, İncil’i, hatta National Encjuirer’ı da yalnızca kelimelerden meydana geldikleri için takdir edemeyeceğinizi söylemek gibidir. Her şey sözcükler ve atomlar ile neler yapıldığına bağlıdır. Atomlarm soğuk, sıkıcı ve hiçbir ilginç yanları olmadığım bilseniz bile (benim şiddetle karşı çıktığım bir düşünce) bu durum atomlardan meydana gelmiş bir dünyanın belirsiz ve gizemli maddelerden oluşmuş bir dünyadan daha az harika olacağı anlamına gelmez. Madeni bir kuruşu düşünün. Onunla yapabileceğiniz pek fazla bir şey yoktur değil mi? O halde bir milyar tane madeni kuruşu düşünün. 10 milyon YTL eder. Konu birden daha ilginç hale geldi değil mi? Son olarak, bu miktarın bin katını düşünün. Artık olasılıklar sonsuz görünmektedir. Yalnızca hayal gücünüz ile sınırlıdır. Bunun ardından, bir kuruşu değil de bir atomu düşünün. Bir atom kendi başına harika bir şeydir ve sizlere göstermeyi ümit ettiğim gibi tek bir atom pek ilginç olmasa bile birçoğu bir araya gelince olasılıklar hızla artar. Bir önceki örnekteki, bir kuruşları ilginç hale getiren bin milyarlık sayıdan çok daha büyük bir sayı düşünün. On bin milyon kere milyon gibi bir sayı düşünün.

Böyle sayılar anlama yeteneğimizi zorlar, ama bu kadar çok atom her şeyi meydana getirebilir. Atomlar örneğin sizi ya da beni oluşturmak için bir araya gelebilirler. Yaklaşık olarak insan boyutlarında oldukları sürece hayal edebileceğiniz her yaratığı, insanların yaptıkları eserleri ya da doğal harikaları meydana gevil ÖNSÖZ tirebilirler. Daha büyük nesneler ise doğal olarak daha fazla atom gerektirirler. Artık olasılıkların yalnızca hayal gücünüzle sınırlı olduğunu söyleyebiliriz. Hayal edebileceğiniz her şeyi oluşturabilmelerinin yam sıra, atomlar hayal edemeyeceğiniz muazzam sayıdaki pek çok şeyi de meydana getirmek için birleşebilirler. Bilimin mesajlarından birisi, Evren’in hayal edebildiklerimiz ile sınırlı olmadığıdır. Kuantum mekaniği gibi bazı keşifler anlayışımızın çok ötesindedir. Felsefi düşüncelerimiz bakımından Evrende düşlediklerimizden daha fazlası vardır ve gördüğümüz bu tür bazı şeyler bilimin harikaları arasındadır. ANLAMIYORUM! insanlar genellikle bilimin bulgularının harika ve ilginç olduklarını kabul etmezler. Bazen insanlar bana kitaplarımda onlara anlatmak istediklerimi anlayamadıklarım söylerler. Bunun nedeni konuları etkili biçimde açıklayamamam olabilir. Bu tabii ki mümkündür, fakat pek çok durumda bu durumun nedeninin anlamak kelimesinden ne anladıkları ile ilgili olduğundan şüpheleniyorum. İnsanların anlamak kelimesinden çoğunlukla, kendilerine bir şey açıklandığında bunu anlamlı ve mantıklı bulmalarım kast ettiklerini sanıyorum. Yani, hâlihazırda bildikleri ve inandıkları şeyler ile tutarlı olmasını… Bununla birlikte, gerçekten yeni bir şeye baktığınızda böyle bir şey bekleyemezsiniz.

Keşfettiğiniz şey tuhaf, şaşırtıcı ve çoğu kez kabullenmesi zor olacaktır. “Güneşin altında yeni bir şey yok” şeklindeki atasözü açıkçası doğru değildir. Henüz her şeyi bilmiyoruz. Tamamen yeni bir durumu incelediğimizde, tamamen yeni şeyler keşfetmeyi bekleyebiliriz. Bu keşiflerin hâlihazırda bildiklerimiz bakımından “anlamlı” olması gerekmez. I kıtta sağduyumuzu bile çiğneyebilirler, çünkü devam edebilmemiz için önceden bir deneyimimiz olmamıştır. Sağduyu yaşamlarımızda biriktirdiğimiz deneyimlerin damıtılmış bir uzlaşmadır ve göreceviii HARİKALAR DÜNYASI | li olarak makul durumlarda güvenilir bir rehberdir. Ama kuantum dünyası normal deneyimlerimiz içinde değildir, tıpkı cisimlerin ışık hızma yakın hızlarda hareket ettikleri görecelik kuramı ile tanımlanan dünya gibi. Deneyimlerimizden ortaya çıkmış olan sezgilerimiz bizlere burada yardımcı olmaz. Herhangi bir önkavram kullanamayız ve kesinlikle Doğa’nm nasıl görünmesi gerektiği konusunda hiçbir önkoşul ortaya koyma hakkımız yoktur. Önceki deneyimlerimizin tamamen dışmda olan bir şey ile karşılaştığımızda, dünya hakkında yeni bir şeyler öğrenen küçük çocuklar haline geliriz. Bebeklerin (söyleyebileceğim kadarıyla) dünya hakkında hiçbir önkavramları yoktur; dünyayı yepyeni bir şey olarak anlamlandırmak zorundadırlar. Aynı şekilde, bizler de “kuantum fizikçikleri” olarak yeniden doğmak zorundayız. Dünyayı biz yaratmadık ve Doğa’nın kurallarını biz koymuyoruz. Bunlar nasıl ise öyledir.

Bunları keşfetmek, tanımlamaya çabalamak ve her şeyden önemlisi bunlar karşısında şaşırmaktan başka bir şey yapamayız. Her şeyi bildiğimiz ya da inandıklarımızla örtüştürmek için en uygun tepki inanmamak ya da bildiklerimizden şaşmamak değil hayranlık duymaktır. BİLİMSEL BİR YAKLAŞIM Bu kitabın bilimsel bir kitap olmadığım itiraf etmek zorundayım. Bunun nedeni, bilimin pratiği ile ortaya çıkan bir şaşkınlık duygusu vermeye çalışmam değildir. Başarabildiğim kadarıyla parçacık dünyası hakkında oluşturmaya çalıştığım resim, çağdaş bilim insanlarının pek de itibar etmediği bir tablodur. Zaten buna eklenmek gibi bir hevesim de yoktur. Bu kitapta, parçacıkların doğası hakkında pek çok ifadeyi oluşturmak için benzerlikler kullandım ama bunları desteklemek için kanıtlar vermedim. Ama Bilim deneye bağımlıdır. Evrenin nasıl olması gerektiği konusunda doğuştan getirdiğimiz bilgiler yoktur ve bunu gözlem yoluyla keşfetmek zorundayız. Bilimin – özellikle de kuantum fiziğinin – bulgularından pek çoğu hiç de akla yatkm şeyler değillerdir, fakat onlarla birlikte IX I ÖNSÖZ yaşamak zorundayız çünkü dünya hakkında sağladıkları açıklamalar, gözlemler ile uyuşan yegâne açıklamalardır. Bu, bilimin ilk ve tek gereksinimi ve herhangi bir konuda fikri olan her insan grubu gibi kendi aralarında fikir ayrılıklarına düşme eğilimde olan bilim insanlarının hepsinin aynı şey üzerinde uzlaşmaya varmalarının ve ikna olmalarının nedenidir. İşte bu yüzden modellerimiz gördüklerimize uymak ve gördüğümüz her şey ile tutarlı olmak zorundadır ve (mümkün olduğu durumlarda) henüz bakmadığımız şeyleri kestirmelidir. Bu, dünyayı kökünden sarsan bir ya da iki deney konusu değildir. Bilim böyle çalışmaz. Tek bir “büyük deney” fikri sakıncalıdır (parçacık fiziğinde olduğu gibi bazen maliyet gözlem sayısını sınırlandırsa da).

Fiziğin büyük kısmı sadece tek bir gözlem ile değil, yıllar boyunca binlerce – ve daha da büyük olasılıkla bile milyonlarca – gözlem ile desteklenir. Bu gözlemler içinde büyük ulusal laboratuarlardaki bilim insanlarını, üniversitelerdeki araştırmacılar ile liselerdeki öğretmen ve öğrencilerin bulunduğu büyük bir deneyciler ordusu tarafından kaydedilir. Dünyanın kabul edilmiş fiziksel resmi tüm bu insanların yaptığı ölçümler ile örtüşmelidir. Bu ölçümlerden her biri ile ve ayrıca günlük yaşamlarımızda gözlemlediğimiz şeyler de ile mutlaka örtüşmek zorundadır. Çoğu zaman kuramlar gözlemlerin sonuçlarını henüz yapılmadan doğru biçimde kestirebilirler. Tüm bu kanıtların ezici sorumluluğu alternatif görüşlerin ortaya atılmasını zorlaştırır. Bilimin harikalarını fark etmenin, yalnızca uzun ve kasvetli bir mutfaktan ulaşılabilen görkemli bir yemek salonundaki ziyafete katılmak gibi olduğu söylenmiştir. Bu mutfak deneyler yapıp bunları yorumlamayı temsil etmektedir. Bu süreç karmaşık ve yorucu olabilir ama deney yapmak tek başına bizlere bilimin sonuçlarına inanmamız için neden sunmaktadır. Bu kitapta, sizi bu salona davet ediyor ve ziyafetteki harika şeyleri tatmaya davet ediyorum. Ama bu harika şeyler gerçeklerse, ziyafetteki yemeklerin güvenle yenebileceğini söylemenin tek yolunun yalnızca mutfağı ziyaret etmek olduğunu unutmayın. Tadına varacağımız tüm bu lezzetleri mutfakta bugüne kadar yapılmış – ve halen de yapılmakta olan – bilimsel çalışmalara borçluyuz. x HARİKALAR DÜNYASI PEK ÇOK HARİKA ŞEY VAR Atomik ve atom altı dünyamn mevcut resminde şaşkınlık ve hayranlık uyandıracak pek çok harika şey vardır. Şahit olacak pek çok şey… 1. Girişim’in olagelen etkisi mevcuttur (2.

Bölüm). Atomik düzeyde, büyük ölçekli parçacık ve dalga kavramları uygun olmamaktadır. Bunların yerine, günlük deneyimlerimiz ile pek iç içe olmayan genlik kavramı mevcuttur. Bu dünyada seçenekler yoktur. Olası her durum için bir genlik vardır ve genliklerin tümü girişime uğrar. Eklenir ve çıkarılırlar, bu yüzden neyi gözlemlemekte olduğumuzu belirleyen bu genlikler topluluğudur. 2. Faz’m bilinen rolü (2. Bölüm). Klasik anlamda, faz “dalga benzeri” bir şeydir. Farklı genliklerin bir tür göreceli yönelimlerini tanımlar ve birbirlerini nasıl etkilediklerini belirler. Eklenecekler mi, çıkartılacaklar mı yoksa bir tür ara durumda uzlaşmaya mı varacaklar? Faz çok önemli bir olgudur. 3. Belirsizlik İlkesi ile tanımlanan Kuantum dalgalanmaları mevcuttur (3. Bölüm).

Özellikle momentum ve enerji gibi pek çok büyüklük biraz değişim gösterebilir. Uzun dönemde toplam enerji sabittir ama anlık periyotlar halinde dalgalanma gösterir. 4. Sanal parçacıklar (8. Bölüm) enerji dalgalanmalarından doğarlar. Enerjinin incelendiği periyot kısaldıkça, daha çok değişim gösterebilir. Çok kısa periyotlarda, yeni parçacıklarm durgun kütle enerjilerini oluşturmaya yetecek kadar değişim gösterebilirler. Bu tür parçacıklar hiçlikten doğabilir ve hiçliğe dönebilirler, ama çok kısa ömürlerinde dünyamızı bir arada tutan tüm etkileşimlerden sorumludurlar. 5. Pauli Dışlama İlkesi (4. Bölüm) birbiri ile yer değiştirirken genlikleri işaret değiştiren iki parça ile genlikleri değişmeyen parçacıklar arasındaki ayrımdan meydana gelirler. Bu durum, bir toplu iğne başında kaç meleğin dans edebileceği konusundaki Ortaçağ tartışmasından bile aşağıda yer alan akademik bir sexı [önsöz viyeye benzemiyor mu? Aksine, bunun atomların varlıkları ve yere batmıyor olmanız gibi çok ilginç sonuçları vardır

.