BELİRSİZLİK (KESİNSİZLİK) İLKESİ

 

BELİRSİZLİK (KESİNSİZLİK) İLKESİ

 

1927’dc Werner
Heisenberg tarafından belir­sizlik (indeterminacy) ya da kesinsizlik
(uncer-tainty) ilkesi adıyla ortaya atılan bu ilke hare­ket halindeki bir
elektronun hem konumu­nun, hem de hızının aynı zamanda belirlenme­sinin
imkansız olduğunu ifade eder. Hans Plendi bunu gerçekleştirmeye çalışan
fizikçile­ri karanlık bir odada hareket eden bir bilardo topununun konumu
belirlemeye çalışan birisi­ne benzetir, bu kişi topa (ya onu durdurmak, ya da
onu yeni bir yönde döndürmek suretiyle) dokunduğu an onun konumunu değiştirir
ve hızını da etkiler. Kesin ölçüm imkansızdır; başka deyişle gözlemci İle
gözlemcinin araçla­rı herhangi bir ölçüm işlemi sırasında fenome­nin bir
parçası olduklarından onun değişikliğe uğramasına neden olurlar. Bİr
termometreyi ısısını ölçmek amacıyla sıcak suyun içine so­karsanız, suyun
ısısını düşürmüş olursunuz, çünkü ölçüm için suya soktuğunuz araç (ter­mometre)
ölçeceği şeyin ısısından bir kısmını alır ve ısıda düşmeye neden olur. Daha
büyük ve daha gelişmiş termometreler de bir İşe ya­ramaz; Lincoln Barnett
indeterminizmin insa­nın olgunlaşmamış biliminin değil, doğanın onun önüne
koyduğu nihai engelin bir belirti­si olduğunu İfade etmektedir. Aslında
Kuan-tum mekaniğinin bir sonucu olan bu ilke şunu ifade eder: Katı biçimde
sınırlanmış bir kesin­likten başka bir şeyle bir parçacığın momentu-munu
(kütlesiyle hızın çarpımı) ve konumunu aynı zamanda ölçmek imkansızdır. Bu
sonuç dalga-parçacık ikiliğinden doğar: Diyelim ki, bir elektron ışınının
konumuna, onun yolunda­ki daha dar bir yarıkla müdahale edilmek sure­tiyle
dondurma yolundaki bir girişim difraksi­yona, yani ışının yanlara taşmasına yol
açacak­tır. Bu onun yönünü eski duruma çevirecek ve bu durumda onun momenti
kesinliğini yitire­cektir. Bu bakımdan belirsizlik İlkesi, bütünlc-yicüik
ilkesinin özel bir halidir.

1925 Mayıs’ında
Heisenbcrg, klasik meka­nikten Kuantum mekaniğine geçişe imkan ve­recek bir
yöntem bulur. Atom’un yapısını açık­layacak bir teoride, deney dışı olguları
bir tara­fa bırakıp, sadece gözlemlenebilir özellikleri verecek olgular
kullanılması gerektiğini düşü­nen Heisenberg, sözkonusu amacı gerçekleş­tirmek
için.matris hesabından yararlanmaya yönelir. Konum, momentum gibi dinamik de­ğişkenleri
yer değiştirmez operatörlerle, yani matrislerle göstermeyi dener. Born ve
Jor-dan’ınyardımlarıyla da Kuantum mekaniği do­ğar. Fakat İngiltere’de de aynı
konu üzerinde çalışan Dirac, Kuantum mekaniğinin daha so­yut bir yorumuna bu
sırada ulaşır. Bundan kı­sa bir süre sonra atom kuramına ilişkin çalış­ma
sonuçlarını yayımlayan Avusturyalı Fizikçi

Schrödİnger,
Heisenberg, Born ve Jordan’m yönetimindeki matrik cebiri yerine analiz kul­lanmak
suretiyle aynı sonuca varmayı başarır. Burada SchrÖdingcr elektronun atom
içinde­ki hareketini bir dalga fonksiyonu olarak gös­termekteydi. Fakat
Schrödİngcr’İn dalgası, enerjisi ve moment umu olan fiziksel bir dalga değildi;
sonuçta konu fizikçiler arasında deği­şik açılardan uzun süre tartışmaya
açıldı. Niha­yet bu dalgaların, elektronun atom içindeki hareketini açıklayan
bir olasılık dalgası oldu­ğunu, dalganın yoğun bulunduğu yerde elek­tron
bulunma olasılığının arttığını açıklayan Born’un yorumu fizikçilerce de kabul
edildi. Böylece Schrödİnger, Heisenberg -Jordrm— Born teorisiyle kendi
teorisinin aynı olduğunu matematiksel yoldan ispatlamış oldu.

İşteSchrÖdİnger’in
dalga mekaniğini uygula­yarak 1926 yılında önce orto ve parahelyum sırrını
çözen Heisenberg, bir yıl sonra bu dal­ga hareketinin fiziksel anlamından
yürüyerek “belirsizlik İlkesi”nc ulaştı. Atom fiziği yanın­da,
maddenin ve doğanın yorumlanmasında da temci olacak yeni ve önemli olan ünlü
belir­sizlik ilkesi, bir atomun aynı zamanda genel olarak bir sistemin
harekelini belirleyen tüm büyüklüklerin aynı anda aynı kesinlikle tesbit
edemeyeceğini ileri sürüyordu. Özellikle atom parçacıklarında, hız ve konum
gibi birbi­rini devamlı etkileyen değişkenler açısından bu İmkansızlık daha
belirgin olarak ortaya çık­maktaydı. Bir elektronun konumuna ait bilgi­ler ne
kadar kesinlik arzederse, hızının tcsbitİ o oranda zorlaşmaktaydı. Zaman ve
enerjinin bir arada ölçülmesinde de aynı güçlük sözko­nusu olmaktaydı. Kısacası
belirsizlik ilkesine dayanan Kuantum fiziği, determinist özellik taşıyan klasik
fizikden oldukça değişik bir ma­hiyet kazanmış oluyordu. Nitekim Heisen-berg’e
göre, matematikle ifade edilen fizik ya­saları doğanın nasıl olduğunu değil,
tersine do­ğayı insanın nasıl görmeye şartlandırıldığını anlatmaktadır. Kuantum
mekaniğinin oluşu­munda katkıları olan Planck, Einstein, de Broglie,
Schrödİnger, Von Laue bu kuramın etki ve önemini Jaima vurguladılar.

Fizikteki belirsizlik
ilkesinin diğer etkinlik alanlarına mecazen uygulanması yolunda sı­nırsız
imkanlar vardır. Sözgelimi Birleşik Dev­letler gibi büyük bir ülkedeki bir
seçim olayı­nın televizyondan verilişini düşünelim. Doğu­da seçimler biter ve
bir partinin başarılı oldu­ğu haberi Batı’ya ulaşır; orada seçimlerin bit­mesine
daha iki saat vardır. Bu haberler seçi­mi kaybetme durumundaki batılı
taraftarlar kesimi üzerinde bîr toparlanma sağlar mı, ya da onları, oylarının
anlamını kaybettiği duygu­suna mı sürükler. Her iki şekilde de, fenome­nin
ölçümü, fenomenin kendisini değiştirmiş­tir. Bu görsel anlatımın ortaya koyduğu
gibi, sorun gözlem sorunudur.

(SBA)

Bk. Bilim,
Bütünleyicilik, İzafiyet Teoıisi, Para­doks.