Bu sütunda gördüğünüz denklem, bugün dünya ekonomisinin yüzde 60’ını oluşturan ürün ve hizmetleri yaratan denklem.

Onu “Schrödinger’in Dalga Fonksiyonu” adıyla biliyoruz ama hiçbirimiz (Erwin Schrödinger’in kendisi dahil) bu denklemin tam olarak ne anlama geldiğini, hatta gerçekte bir anlam ifade edip etmediğini bilmiyoruz.

Denklem, bir yanıyla son derece basit bir olasılık dağılımı denklemi. Mekanik bir şeyden söz ediyor. Zaten o yüzden pek çok fizikçi, “Kuantum fiziği” demiyor, “Kuantum mekaniği” diyor.

Denklem bize atomun içindeki parçacıkların, örneğin elektronun o an bulunduğu muhtemel yerleri söylüyor. Denklemin ürettiği sonuçları zaman serisi halinde görmek de mümkün; bu an, bir an sonra, üç an sonra, sekiz an sonra elektronun nerede olduğunu hep tahmin ediyor.

Peki denklemin yaptığı tahminler tutuyor mu?

Bu soruya “Çoğu zaman” diye cevap vermek lazım; çünkü bu bir olasılık hesabı ve adı üzerinde bize olasılıkları söylüyor, kesinlikleri değil.

Fakat bu olasılıkları biliyor olmak ve çoğu zaman elektronun tam olarak nerede bulunduğunu tahmin edebiliyor olmak bile bize devasa yarı iletken teknolojisi ekonomisini yaratmaya yetti.

Sadece yarı iletkenler de değil, gündelik hayatta kullandığımız pek çok teknolojinin arka planında bu denklem var.

Her ne kadar bu denklem son 100 yıldır bizim işimizi görüyorsa da, bir büyük sorun var. Doğayı anlamaya ve onun çalışma kurallarını bulmaya çalışan fizikçiler kesinlik istiyorlar, olasılık bir yere kadar yeterli. Kesinlik için elektronu gözlememiz ve onun hareketlerini önceden kesin kes bilmemiz lazım. Ama bilemiyoruz.

Neden bilemiyoruz? Bu imkansızlığı bize önce bir teorik fizikçi, Werner Heisenberg söyledi, elektronun aynı anda hem hızını hem bulunduğu yeri bilemeyeceğimizi, birinden birini seçmek zorunda olduğumuzu meşhur “belirsizlik ilkesi” ile ortaya koydu. Yani, elektronu bu an için gözlesek bile, bir an sonraki yerini bilemeyecektik; onun hızını saptasak bu kez yerini bilemeyecektik.

Bu imkansızlık, doğanın getirdiği kısıtlardan doğuyor.

Biz insanlar birbirimizi, koca gezegenleri, hatta “görünmez” sayılan kendi iç organlarımız dahil pek çok şeyi gözleyebiliyoruz ama sıra atomu oluşturan parçacıklara gelince bir engelle karşılaşıyoruz. “Gözlem” dediğimiz eylem, ister bizzat insan tarafından yapılsın ister bir makine, karşılıklı bir etkileşim gerektiriyor.

Gezegenleri gözlemliyoruz, çünkü onlara çarpan ve geri dönen elektromanyetik radyasyonu (ışık) gözlüyoruz. Gözlediğimiz cisme çarpıp bize geri yansıyan ışık o cismin durumunu bozmuyor veya bozsa bile bu kadar bozulmayla idare edebiliriz.

Halbuki atom altı parçacık söz konusu olduğunda, onlarla etkileşime giren her şey parçacıkların durumunu bozuyor; çünkü gözlem aracı olarak kullandığımız (mesela) foton ile elektron benzer büyüklüklerde.

Schrödinger’in denklemi, tek bir elektronu tahmin etmekte o kadar başarılı olmayabiliyor ama diyelim 100, diyelim 1 milyon elektron söz konusu olduğunda denklemin bize sunduğu olasılık hesabı anlamlı hale geliyor, anlamlı ve sonuç alan tahminlerimiz oluyor.

Schrödinger denkleminin başlıca sorunu şu: Biz elektronun yerini gözlemezken denklem mükemmel çalışıyor ama gözlem yapmaya kalktığımızda denklemin bize söylediği diğer bütün olasılıklar “çöküyor” yani o anda ortadan kalkıyor. Bu da matematiksel ve felsefi bir çelişki yaratıyor.

Kuantum fiziğiyle ilgili bugüne kadar sağdan soldan duyduğunuz bütün tuhaflıklar işte bu denklemin “çöküşü”nden kaynaklanıyor. Denklem eğer bize “gerçeği” söylüyorsa, çöken şey ne? Denklemi çökerten “gözlem” ve gözlemci” ne? Biz bir şeye bakıyor diye mi o şey ortaya çıkıyor?

Albert Einstein bu tartışmalara çok kızıyordu, “Ne yani” dedi bir seferinde, “Siz ona bakmıyorken Ay’ın orada olmadığına mı inanıyorsunuz?”

Schrödinger denkleminin aynı anda hem acayip işe yaraması hem de biz gözlem yaptığımızda denklemin içerdiği diğer “muhtemel gerçek”lerin hepsinin birden yok olması, “fiziki gerçek” adı verilen şeyin bile tartışılmasına neden oldu.

Ama tabii denklemin getirdiği bu çelişkiler veya sorunlar daha ilk günden beri biliniyor.

“Kuantumun babası” diyebileceğimiz büyük fizikçi Niels Bohr ve onun etrafına toplanan bir grup fizikçi, bu sorunu “Kopenhag yorumları” adı verilen yorumlarla aşmak istediler. Bohr, basitçe “İki fizik var” diyordu, “Bir kuantum fiziği bir de klasik fizik. Bu iki fizik birbirinin tamamlayıcısı.”

Bohr ve arkadaşlarının sesleri o kadar yüksek sesle çıkıyordu ki, uzun süre başka türlü yorum yapmak isteyenler neredeyse mesleklerinden oldu. Ancak 50’li yıllardan itibaren Kopenhag yorumu yerine geçebilecek başka yorumlar yapılmaya başlandı.

İlginizi çektiyse bu konuya devam edeceğim.