Evren, fantastik bir isabetlilikle kuantum ilkeleri tarafından yönetilir.
Hal böyleyken, fizikçiler geçen yarım yüzyıl içinde kuramların formülasyonunda,
yapıyı dikkate alarak konuşacak olursak, kuantum mekaniğini biraz ikincil bir
konuma yerleştiren bir strateji izlemişlerdir. Fizikçiler, kuramlar geliştirirken
genelde, kuantum olasılıklarını, dalga fonksiyonlarını vs. göz ardı eden
tümüyle klasik bir dilde -Maxwell'in, hatta Newton'un çağında fizikçiler için
mükemmel derecede anlaşılabilir olacak bir dilde- çalışmaya başlar; sonra bunun
ardından klasik çerçevenin üzerine kuantum kavramlarını yayar. Bu yaklaşım o kadar
da şaşırtıcı değildir, çünkü deneyimlerimizi doğrudan yansıtır. İlk bakışta
evren, bir parçacığın belli bir anda belli bir konumda ve belli bir hızda
olması gibi klasik kavramlara dayanan kanunlarla yönetiliyormuş gibi
görünmektedir. Ancak ayrıntılı mikroskobik incelemelerden sonra, bu tür bildik
klasik fikirleri değiştirmemiz gerektiğini fark ediyoruz. Keşif sürecimiz, klasik
bir çerçeveden çıkıp kuantum keşifleriyle değiştirilen bir çerçeveye varmıştır,
bu ilerleme de fizikçilerin bugüne kadar kuramlarını inşa ederken izledikleri
yola yansımıştır.
Sicim kuramıyla ilgili olarak da durum kesinlikle budur. Sicim kuramını
betimleyen matematiksel formellik, küçük, sonsuz derecede ince klasik bir
ilmeğin hareketini anlatan denklemlerle büyük ölçüde Newton'un şöyle bir üç
yüzyıl kadar önce yazmış olabileceği denklemlerle- başlar. Bu denklemler daha
sonra kuantize edilir. Yani, fizikçilerin 50 yılı aşkın bir zaman
zarfında geliştirdiği sistematik bir tavırla, klasik denklemler olasılıkları, belirsizliği,
kuantum çalkalanmalarını doğrudan içeren kuantum mekaniğine özgü bir çerçeveye
çevrilir. Aslına bakarsınız XII. Bölüm'de bu prosedürün nasıl
işlediğini görmüştük: ilmek süreçleri kuantum kavramlar -bu örnekte, sanal
sicim çiftlerinin anlık kuantum mekaniğine özgü yaratımı- içerir; ilmek sayısı
kuantum mekaniğine özgü etkileri açıklayan kesinliği belirler. Klasik bir
kuramsal betimlemeyle yola çıkıp sonra kuantum mekaniğinin özelliklerini işe
dahil etme stratejisi, yıllarca son derece verimli olmuştur. Örneğin standart
parçacık fiziğinin temelinde bu yatar. Fakat bu yöntemin sicim kuramı ve
M-kuramı gibi geniş kapsamlı kuramları ele alamayacak kadar kapalı olması da
mümkündür ve muhtemelen böyle olduğuna işaret eden kanıtların sayısı giderek
artmaktadır. Bunun sebebi, evrenin kuantum mekaniğine özgü ilkelerle yönetildiğini
fark ettiğimizde, artık kuramlarımızın da daha en baştan gerçekten kuantum
mekaniğine özgü olmasının gerekmesidir. Klasik bir yaklaşımdan başlayıp
şimdiye kadar başarılı bir biçimde idare edebildik, ama artık bu kaba
yaklaşımın bizi yanıltmaya başlayacağı bir düzeydeyiz. Sicim/M-kuramının
derinliğiyle birlikte, mücadelelerle sınanmış bu stratejinin son noktasına
gelmiş olabiliriz pekâlâ. İkinci süper sicim devriminden doğan bazı derinlikli
kavrayışları yeniden değerlendirerek bu yönde özel kanıtlar bulabiliriz.
XII. Bölüm'de tartıştığımız üzere, beş sicim kuramının birliğinin temelinde yatan ikilikler, bu sicim formülasyonlarının herhangi birinde ortaya çıkan fiziksel süreçlerin, başka herhangi bir formülasyonun ikili diliyle yeniden yorumlanabileceğini gösterir. İlk bakışta bu yorumun, ilk tanımla pek ilgisi yokmuş gibi görünecektir, fakat aslında ikiliğin gücü iş başındadır: ikilik yoluyla bir fiziksel süreç, çok sayıda farklı biçimlerde tanımlanabilir. Bu sonuçlar hem ince, hem dikkat çekicidir, fakat en önemli özelliklerinin ne olabileceğini henüz dile getirmedik. ikilik çevirilerinde, genellikle, beş sicim kuramından birinde tanımlanan, kuantum mekaniğine kuvvetle bağlı bir süreç (örneğin Dünya kuantum fiziğiyle değil de klasik fizikle yönetiliyor olsa ortaya çıkmayacak sicim etkileşimlerini içeren bir süreç) alınır ve bir başka sicim kuramının perspektifinden kuantum mekaniğiyle zayıf bağları olan bir süreç (örneğin, ayrıntılı sayısal özellikleri kuantum değerlendirmelerinden etkilenen, ama niceliksel biçimi tümüyle klasik dünyada olabileceği biçime benzeyen bir süreç) olarak yeniden formüle edilir. Bu da kuantum mekaniğinin sicim/M-kuramının temelindeki ikilik simetrileriyle sıkı sıkıya iç içe geçmiş olduğu anlamına gelir: Bu simetriler, doğaları itibarıyla kuantum mekaniğine özgü simetrilerdir, çünkü ikilik betimlemelerinden biri kuantum değerlendirmelerinden oldukça etkilenmiştir. Bu da sicim/M-kuramının eksiksiz formülasyonunun -yeni bulunmuş ikilik simetrilerini en temelde içine alan bir formülasyonun- geleneksel kalıp uyarınca klasik bir biçimde başlayıp sonra kuantize edilerek ilerleyemeyeceğine işaret eder. Klasik bir başlangıç noktası, ikilik simetrilerini mutlaka atlayacaktır, çünkü bu simetriler ancak ve ancak kuantum mekaniği değerlendirmeye alındığında geçerlidir. Daha çok, sicim/M-kuramının eksiksiz formülasyonunun geleneksel kalıbı kırması ve tam kuantum mekaniğine özgü bir kuram olarak varlık bulması gerekiyormuş gibi görünmektedir. Bunun nasıl yapılacağını bugün kimse bilmiyor. Ama sicim kuramcılarının birçoğu, kuantum ilkelerinin evrenle ilgili kuramsal tanımımıza nasıl dahil edileceğine ilişkin bir yeniden formülasyonun, anlayışımızda gerçekleşecek bir sonraki büyük alt üst oluş olacağı öngörüsünde bulunmaktadır.
Örneğin Cumrun Vafa şöyle demiştir: "Kuantum mekaniğiyle ilgili, onun birçok muammasını çözecek bir yeniden formülasyonun kapıda olduğu kanısındayım. Kısa süre önce keşfedilen ikiliklerin, kuantum mekaniğiyle ilgili olarak, uzay, zaman ve k u a n t um özelliklerinin ayrılmaz bir biçimde birleştirileceği daha geometrik, yeni bir çerçeveye işaret ettiği görüşünü birçok kişinin paylaştığını düşünüyorum." Edward Witten ise şunları söylemiştir: "inanıyorum ki, kuantum mekaniğinin mantıksal statüsü, Einstein'ın eşdeğerlik ilkesini keşfetmesi sonrasında kütleçekimin mantıksal statüsünün değişmesine benzer bir biçimde değişecektir. Bu süreç, kuantum mekaniğiyle ilgili olarak henüz tamamlanmış değil, fakat bir gün insanların bizim dönemimizi bu sürecin başladığı dönem olarak göreceği kanısındayım."Savunmacı bir iyimserlikle, kuantum mekaniği ilkelerinin sicim kuramı çerçevesinde yeni bir çerçeveye oturtulmasının, evrenin nasıl başladığı, neden uzay ve zaman gibi şeyler bulunduğu sorusuna bir cevap verebilecek daha güçlü bir formelliği -Leibniz'in sorduğu,
XII. Bölüm'de tartıştığımız üzere, beş sicim kuramının birliğinin temelinde yatan ikilikler, bu sicim formülasyonlarının herhangi birinde ortaya çıkan fiziksel süreçlerin, başka herhangi bir formülasyonun ikili diliyle yeniden yorumlanabileceğini gösterir. İlk bakışta bu yorumun, ilk tanımla pek ilgisi yokmuş gibi görünecektir, fakat aslında ikiliğin gücü iş başındadır: ikilik yoluyla bir fiziksel süreç, çok sayıda farklı biçimlerde tanımlanabilir. Bu sonuçlar hem ince, hem dikkat çekicidir, fakat en önemli özelliklerinin ne olabileceğini henüz dile getirmedik. ikilik çevirilerinde, genellikle, beş sicim kuramından birinde tanımlanan, kuantum mekaniğine kuvvetle bağlı bir süreç (örneğin Dünya kuantum fiziğiyle değil de klasik fizikle yönetiliyor olsa ortaya çıkmayacak sicim etkileşimlerini içeren bir süreç) alınır ve bir başka sicim kuramının perspektifinden kuantum mekaniğiyle zayıf bağları olan bir süreç (örneğin, ayrıntılı sayısal özellikleri kuantum değerlendirmelerinden etkilenen, ama niceliksel biçimi tümüyle klasik dünyada olabileceği biçime benzeyen bir süreç) olarak yeniden formüle edilir. Bu da kuantum mekaniğinin sicim/M-kuramının temelindeki ikilik simetrileriyle sıkı sıkıya iç içe geçmiş olduğu anlamına gelir: Bu simetriler, doğaları itibarıyla kuantum mekaniğine özgü simetrilerdir, çünkü ikilik betimlemelerinden biri kuantum değerlendirmelerinden oldukça etkilenmiştir. Bu da sicim/M-kuramının eksiksiz formülasyonunun -yeni bulunmuş ikilik simetrilerini en temelde içine alan bir formülasyonun- geleneksel kalıp uyarınca klasik bir biçimde başlayıp sonra kuantize edilerek ilerleyemeyeceğine işaret eder. Klasik bir başlangıç noktası, ikilik simetrilerini mutlaka atlayacaktır, çünkü bu simetriler ancak ve ancak kuantum mekaniği değerlendirmeye alındığında geçerlidir. Daha çok, sicim/M-kuramının eksiksiz formülasyonunun geleneksel kalıbı kırması ve tam kuantum mekaniğine özgü bir kuram olarak varlık bulması gerekiyormuş gibi görünmektedir. Bunun nasıl yapılacağını bugün kimse bilmiyor. Ama sicim kuramcılarının birçoğu, kuantum ilkelerinin evrenle ilgili kuramsal tanımımıza nasıl dahil edileceğine ilişkin bir yeniden formülasyonun, anlayışımızda gerçekleşecek bir sonraki büyük alt üst oluş olacağı öngörüsünde bulunmaktadır.
Örneğin Cumrun Vafa şöyle demiştir: "Kuantum mekaniğiyle ilgili, onun birçok muammasını çözecek bir yeniden formülasyonun kapıda olduğu kanısındayım. Kısa süre önce keşfedilen ikiliklerin, kuantum mekaniğiyle ilgili olarak, uzay, zaman ve k u a n t um özelliklerinin ayrılmaz bir biçimde birleştirileceği daha geometrik, yeni bir çerçeveye işaret ettiği görüşünü birçok kişinin paylaştığını düşünüyorum." Edward Witten ise şunları söylemiştir: "inanıyorum ki, kuantum mekaniğinin mantıksal statüsü, Einstein'ın eşdeğerlik ilkesini keşfetmesi sonrasında kütleçekimin mantıksal statüsünün değişmesine benzer bir biçimde değişecektir. Bu süreç, kuantum mekaniğiyle ilgili olarak henüz tamamlanmış değil, fakat bir gün insanların bizim dönemimizi bu sürecin başladığı dönem olarak göreceği kanısındayım."Savunmacı bir iyimserlikle, kuantum mekaniği ilkelerinin sicim kuramı çerçevesinde yeni bir çerçeveye oturtulmasının, evrenin nasıl başladığı, neden uzay ve zaman gibi şeyler bulunduğu sorusuna bir cevap verebilecek daha güçlü bir formelliği -Leibniz'in sorduğu,
"Neden herhangi bir şey yok değil de var ? "
sorusunu cevaplamaya bizi bir adım daha yaklaştıracak bir formelliği-
beraberinde getirebileceğini hayal edebiliriz.
Brian Greene - Evrenin
Zerafeti
TÜBİTAK Popüler Bilim
Kitapları-2008
Çev. Ebru Kılıç S.460-62
.................................................................................................................................
Brian Greene Kimdir?
.................................................................................................................................
Brian Greene Kimdir?
ABD'li teorik fizikçi ve sicim kuramcısı. Greene New York kentinde doğdu. Stuyvesant Lisesi'ni bitirdikten
sonra fiziğe yoğunlaşmak için Harvard
Üniversitesi'ne girdi. Lisans öğrenimini bitirdikten sonra
1987 yılı itibarıyla da Oxford
Üniversitesi'ndeki doktorasını tamamladı. 1996'dan beri Columbia
Üniversitesi'nde profesördür. Fizikçinin; The Elegant Universe, Icarus at the Edge of Time, The Fabric of the Cosmos, The Hidden Reality gibi kitapları yayınlanmıştır.
Yorumlar
Yorum Gönder