"Einstein'ın Bitmemiş Devrimi" Lee Smolin
(Resim: © Penguin Press)
Kuantum mekaniği yerleşmiş bilimdir. Dava kapandı ve çok teşekkür ederim.
1920'lerde öncü çalışmalar sayesinde, birçok insan atom veya atom altı ölçekte hareket hakkında bilmemiz gereken her şeyi bildiğimize inanıyor. Danimarkalı fizikçi Niels Bohr ve takipçilerine göre, bir atom parçacığının tam konumunu veya yörüngesini iddia edebiliriz, ancak ikisini aynı anda yapamayız. Bu tür bir tahmin sadece olasılıklı olabilir, asla kesinlikle kesin olamaz.
Kanada Waterloo'daki Çevre Teorisi Fizik Enstitüsü'nden teorik fizikçi Lee Smolin, tüm kariyerini bu görüşe meydan okuyarak geçirdi. Smolin, Bohr'un zaferinin, Albert Einstein ve Erwin Schrödinger gibi seçkin muhaliflerden bile meşru muhalefeti boğucu bir karizma örneği olduğuna inanıyor.
Bugün Smolin, Albert Einstein'ın izinden giden ve David Bohm da dahil olmak üzere diğer fizikçileri içeren uzun bir geleneği sürdüren, bulanık olasılıklara değil tam tanımlara izin vererek kuantum fiziğini "tamamlamak" için bir teori arıyor. Smolin, Bohr ve onun yardımcılarının "anti-gerçekçi" görüşünün aksine "gerçekçi" bir bakış açısına sahiptir. Smolin "Einstein'ın Bitmemiş Devrimi"(Penguin Press, Nisan 2019) Space.com, Smolin'le kitabı, yeni fikirlerin bilimde nasıl baskın hale geldiğini ve şimdiye kadar neler olduğunu tartışmak için yakaladı.
Space.com: Gerçekçi ve gerçekçi olmayan yaklaşımlar arasındaki fark nedir Kuantum mekaniği?
Lee Smolin: Bana göre, kuantum fenomenleri hakkında gerçekçi olan biri ile gerçekçi olmayan biri arasındaki fark, gerçekçi olarak, tam bir hikaye olduğuna ve herhangi bir atomik süreçten elde edebileceğimiz tam bir açıklama olduğuna inanıyorsunuz, atomaltı dünyada olan herhangi bir nükleer süreç. Kuantum mekaniği, her bir sürecin ayrı ayrı böyle tam bir tanımını yapmaz ve bu yüzden tam olamaz. Bunun ötesinde daha derin bir teori bulmalıyız. Kuantum mekaniği, atomaltı fiziği, ama bu son adım değil. Bu yüzden iş daha derinlemesine gitmek ve tam bir açıklama veren daha iyi bir teori keşfetmek veya keşfetmek.
Anti-realist dediğimiz sizseniz, 1920'lerde yazıldığı gibi kuantum mekaniğinin muhtemelen nihai teori olduğunu ve daha derinlemesine bakmak için hiçbir motivasyon olmadığını düşünüyorsunuz.
Space.com: Kuantum teorisinin tamamlanmasını arayan insanlara "saf gerçekçi" olarak atıfta bulunuyorsunuz çünkü görüşlerinin kıvrımlı gerekçelere ihtiyacı yoktur. Bu terimi ayrıntılı olarak açıklayabilir misiniz?
Smolin: Naif gerçekten sofistike demektir. Naif, dünyanın olduğu gibi tam bir açıklama yapabileceğimiz ve bunları reddedip, doğayı tamamen ve sanki burada değilmiş gibi anlamak amacımız olarak tuttuğumuz fikrine karşı tüm temel itirazları duyduğunuz anlamına gelir. Bilim, deneylerimiz, fikirlerimiz veya inançlarımız tarafından dayatılmayan nesnel olması gereken doğanın bir tanımıdır.
Space.com: "Saf" yeni fikirlere ve inançlara tamamen açık olmak anlamına mı geliyor?
Smolin: Tamamen açık mı? Hayır. İnsanlar fiziğin, tıpkı herhangi bir bilim gibi, bir tarihi ve geleneği olduğunu unutuyor. 16. ve 17. yüzyıldan beri atalet ilkesi, görelilik ilkesi vb. Hakkındaki tüm tartışmaların bağlamında anlaşılması gereken momentum gibi basit bir fikir alın. Tüm kavram tarihine dalmadan momentum gibi bir kavramı açıklayamazsınız.
Space.com: Kitabınız açık ve anlaşılır ve çeşitli arka plan bilgisi olan insanlar tarafından anlaşılabilir. Yazma sürecin nedir?
Smolin: Neden sana teşekkür edeyim! Bunu iltifat olarak kabul edeceğim. Bilimsizlere modern fizik öğreten çok fazla deneyimim ve çok pratikim var. Farklı üniversitelerde sık sık "beşeri bilimler fiziği" veya "şairler fiziği" dersleri verdim. Bu yüzden, kuantum fiziğini ya da meslekten olmayanlara görelilik öğretiminde kullanılacak farklı pedagojik stratejileri geliştirme konusunda çok deneyime sahibim.
Böyle bir kitabın aynı anda birkaç kitlesi var. Uzmanlara ve meslektaşlara hitap ediyorum, ama öncelikle meslekten olmayanlara hitap ediyorum. Ve önemli olan ilk meslekten editör. Bilim dalında değil, edebiyatta, beşeri bilimlerde veya tarihte bir derecesi olan bir editörle çalışmak konusunda ısrar ediyorum. Bilimde eğitimi olmayan birkaç test okuyucum da var. Hepsi beni açıklığa kavuşturmaya, açıklığa kavuşturmaya, açıklığa kavuşturmaya ve gerekirse kitabı yeniden yazmaya itti. Bu kitap üç tam tekrardan geçti. Tabii ki, kesme odası zemininde hiçbir şey kalmadı. İlk taslak tamamen terk edilmiş ve yeniden kavramsallaştırılmıştı ve sonuç bence çok daha iyi bir kitaptı.
Space.com: Tamamen tekrar tekrar yazıldığı düşünüldüğünde, kitabı yazmak ne kadar sürdü?
Smolin: Yazmak benim günlük işim değil; günlük işim teorik bir fizikçi olmak. Ama boş zamanlarımda, tabiri caizse, yaklaşık üç yıl. Öncelikle kitap üzerinde çalıştığımda bir ya da altı hafta olacak ve sonra altı ay geçecek ve bunu düşünüp düşüneceğim ve sonra üç hafta ya da bir ay boyunca tekrar içeri gireceğim. Üç yıllık bir süre boyunca böyleydi.
Space.com: Kitabınız 20. yüzyılın başlarındaki kuantum fiziğinin tarihçesini detaylandırıyor. Niels Bohr'un ateşlediği anti-gerçekçi kuantum devrimi neden görünüşte göz açıp kapayıncaya kadar baskın görüş haline geldi?
Smolin: Aynı anda hareket eden iki şey vardı. Bunlardan biri ve en önemlisi şaşırtıcı deneysel başarıydı. İnsanlık uzlaşılmasından 30 yıldan kısa bir süre içinde maddenin atomlardan oluştuğu fikrine tam bir atom fiziği teorisine kadar gitti. Ve spektrumları (ışığın bileşenlerini dalga boylarına göre ayırarak üretilen renklerin gökkuşağını), kuvvetleri, kimyasal bileşikleri - her şeyi açıklamak için önemli ölçüde çalıştı. Sonra çok hızlı bir şekilde, nükleer fizik, parçacık fiziği, yıldızların nasıl çalıştığı - astrofizik.
Yani, deneysel başarı şaşırtıcıydı ve hızlıydı. Buna karşı ölçülen, Einstein, Schrödinger ve de Broglie gibi insanların "Bir dakika! Vakıflar bir karmaşa!" Bütün bunlar halının altına süpürülebilir.
İlk şey buydu. İkinci şey, Danimarka hükümetinden ve Carlsberg bira şirketinden destek alarak, her şeyin içinden geçtiği bir merkez kurmak için Niels Bohr'un prestij ve karizması. Çok hipnotik, karizmatik kişiliği, korkunç bir savaştan çıkan bir kuşak insanın düşüncelerini etkileyebilir [I. Dünya Savaşı]. Yani her seferinde bir sürü farklı şey var.
Space.com: Ve diğer teoriler ilerleyemedi.
De Broglie'nin pilot dalga teorisinin - Einstein, de Broglie tarafından ve bir şekilde Schrödinger tarafından savunulabilse bile), bunların hiç kimse olmamasına rağmen, hiçbir etkisi olmadığı şaşırtıcıdır. Bunlar, büyük bilim yapan Nobel Ödülleri'ne sahip dünyaca ünlü insanlardı, ancak muhalifleri birkaç nesil boyunca göz ardı edilebilirdi.
Louis de Broglie'nin 1920'lerde geliştirdiği ve David Bohm'un 1950'lerde genişlediği pilot dalga teorisi, elektronların hem parçacıkları hem de dalgaları kapsadığını ve parçacıkların dalgaların onlara yön verdiği yönde hareket ettiğini ileri sürer. Olasılıksal değil deterministiktir.]
Bence en nihayetinde bilim insanları insandır ve bilinçsiz önyargıdan hırslara ve sosyal güçlere kadar her türlü şeyden etkileniyoruz. Kuantum mekaniğinin tarihi, düşünmeye değer bir hikaye haline gelir, ancak bu alışılmadık bir hikaye değildir.
Space.com: Arkadaşlarınız kitabınıza nasıl tepki gösterdi?
Smolin: Şimdiye kadar hiçbir şey şaşırtıcı değildi. Görüşlerim fizikçiler topluluğunda iyi biliniyor. Kitabın yapısı içinde kışkırtıcı görünse de, fizikçiler arasında tam olarak tartışılmamış bir tartışma yoktur.
Yeni olan tek şey son birkaç bölüm. Mevcut çalışmamı masaya yatırmak için büyük bir risk aldım.
Space.com: Lütfen mevcut çalışmanızı tanımlayın.
Smolin: Yeni işimde yaptığım en önemli şey, serbestlik rolünü ciddiye almak. [yerbilmezliği nesnelerin uzay ve zamanda birbirinden çok uzak olan diğer nesnelerin eylemlerini etkileme yeteneğini ifade eder.] Etkileşimli olan ve daha fazla parçacık veya daha fazla parçanız olduğunda neler olup bittiğine dair gerçekçi, tam bir açıklama vermek istiyorsanız "dolaşmış" dediğimiz, parçacıklardan birini nasıl manipüle etmeyi seçtiğiniz çok farklı olsalar bile diğerlerini etkileyebilir. Ve bu, etkilerin sadece kendilerine yakın olanları etkilediği fikri ile kısıtlanmadığını ciddiye almanız gerektiği anlamına gelir.
Yani, bunu ciddiye alıyorum ve bu kuantum dolaşıklıklarının temel olduğu ve uzay kavramının ortaya çıktığı bir teori yapmaya çalışıyorum. Yer yok; bir gazı tanımlamak için basınç ve sıcaklığı kullandığımız şekilde uzayın acil ve yaklaşık bir tanımını yapabiliriz.
Hiçbir şekilde bu teoriyi geliştirmeye çalışan tek kişi ben değilim. Mekânın dolaşmadan ortaya çıkabileceği fikri, insanlardan yeni çekişler alan eski bir fikirdir. Roger Penrose. Benim teorim, uzayın ortaya çıkabileceği, ancak o zamanın temel olduğu ve nedenselliğin temel olduğu. Bu, bir çok insanın hemfikir olacağı ve birçok insanın aynı fikirde olmadığı bir görüştür.
Space.com: Bu tür teorik çalışmaları yapmanın nihai amacı nedir?
Smolin: Fikir, deneylerin test ettiği tahminleri çıkarabileceğiniz bir teori geliştirmek ve icat etmektir. En ciddi insanlar, en azından şu anda uygulamada değilse, ilke olarak, bunu test etmenin bir yolu ile gelmedikçe, teorik bir teklifi ciddiye almazlar. Deney olmadan, bir teorisyenin yanlış ve doğa ile hiçbir ilgisi olmayan güzel matematiği konuşması çok kolaydır. Fikirleri kaldırmak ve olasılıkları daraltmak için deneycilere ihtiyacımız var.
Teorilerin test edilmesi zor olan sadece son nesil veya iki nesil. Böylece, standart modelin ötesine geçen parçacık-fizik modelleri üzerinde bir bütün nesil çalışmanız olabilir ve bunlar deneysel olarak test edilmemiştir. Bu olağandışı ve maalesef dönemimizi karakterize ediyor.
Temel teorik fizik alanında ciddi olan birçok insan, şu anda test edilebilir olan önerileri ortaya çıkarmak ve icat etmek için çok çalışıyor. Serbest olmama biçimim, kuantum etkilerin kısmen atomların evrendeki çok sayıda atoma çok benzemesinden kaynaklandığını tahmin ediyor. Eğer gözlemlenebilir evrende hiçbir yerde tam bir kopyası olmayan, benzersiz olan bir kuantum sistemi yaratsaydık, kuantum mekaniğine uymaz, elde ettiğim biraz farklı denklemlere uyurdu. Bu, kuantum mekaniğinde deneysel laboratuvarların şu anda test edebildikleri eşiğin neredeyse üzerindedir.
Bu makale, anlaşılır olması için düzenlenmiş ve yoğunlaştırılmıştır. Yapabilirsin Amazon.com "Einstein'ın Bitmemiş Devrimi" satın.
- Bu 'Ürkütücü' Dolaşmış Atomlar Kuantum Hesaplamayı Bir Adım Daha Yakına Getirdi
- Kadim Kuasarlar Kuantum Dolaşımı için İnanılmaz Kanıt Sağlıyor
- Kuantum Mekaniği Yerçekimini Neden Açıklayamıyor? (Op-Editör)
