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.