Kuantum Mekaniği & Felsefe II: Ölçüm ve Yorumları — Thomas Metcalf
Editör Notu: Bu makale, Thomas Metcalf’ın kuantum mekaniği ve felsefe konusu üzerine yazdığı serinin ikinci makalesidir. İlk makaleyi buradan okuyabilirsiniz.
I. Ölçüm
Serimizin önceki makalesinde gördüğümüz hikâye mikroskobik parçacıkların özellikleri hakkındaki gerçek deneylere karşılık geliyor1. Bu deneylerin, parçacıkların kısmen bir konumda kısmen de başka bir konumda bulunabildiklerini gösterdiğini ve bu konumları ölçmenin parçacıkların diğer özelliklerini değiştirdiğini hatırlayalım. Dolayısıyla bu parçacıkların özelliklerini ölçmenin çok tuhaf bir yanı var gibi duruyor.
Biri bir ölçüm yaptığında fiziksel olarak ne olduğunu konuşalım. t1 anında yazı tura attığınızı fakat sonucuna henüz bakmadığınızı düşünelim; bu durumda para, yazı ve turanın2 bir süperpozisyonundadır3. Sonuca t2 anında bakacaksınız. Schrödinger denkleminin bir benzeri olanlar hakkında şunları söyler:
t1: Para %50-yazı ve %50-tura kombinasyonundan oluşan bir süperpoziyondadır. Sonra…
t2: Siz bir süperpoziyondasınızdır: %50-yazı-gözlemleme %50-tura-gözlemleme kombinasyonundan oluşan bir süperpozisyonda.
Tabii ki şimdiye kadar hiç kimse kendini iki farklı gözlemin süperpozisyonunda bulmuş gibi görünmüyor4.
Görünen o ki gözlemi yaptığınızda fiziksel olarak yaşananlara ilgili kabaca üç5 şey söyleyebiliyoruz. Paraya baktığınızda…
(Kopenhag) …süperpoziyon (indeterministik olarak6) ya %100-yazı’ya ya da %100-tura’ya “çöker”7, ama ikisine birden değil.
(Çoklu Dünyalar) …Evren iki dala ayrılır:
U1: %100-siz %100-yazı’yı gözlemlersiniz.
U2: %100-siz %100-tura’yı gözlemlersiniz8.
(Bohm) …başından beri doğru olanı, siz bakmadan önce de paranın zaten %100-yazı (ya da %100-tura) olduğunu gözlemlersiniz9.
Schrödinger denklemi, ölçümün bir süperpozisyonu çökertmeyeceğini; gözlemcinin kendisinin de artık bir süperpoziyonda olacağını öngörür. Fakat biz kendimizi süperpozisyonlarda bulmuyoruz. O hâlde ölçüm nedir ve şimdiye kadar kullandığımız en iyi doğrulanmış denklemi gerçekten ihlal ediyor mu?
II. Yorumlar
Ölçümün kendisini yorumlamanın, bu parçacıkların fiziksel dünyada gerçekte ne yaptığına ilişkin çeşitli hipotezlere karşılık gelen birkaç yolu vardır.
A. Kopenhag
Parçacıklara baktığımızda onları süperpozisyonda görmezken, bakmadığımızdaysa süperpoziyonda bulunuyorlar. Yani ölçümün süperpoziyonda olan şeyleri süperpozisyonu terk ettiren özel bir etkisi olması gerekiyor. Kopenhag teorisyenleri, gözlemin süperpozisyonu “çökerttiğini” ve bu çöküşün indeterministik olduğunu; yani bir parçacığın şurada mı yoksa burada mı bulunacağını öngöremeyeceğimizi iddia ediyorlar10.
Bu yorumun güzel bir yanı klasik fiziğe olan oldukça benzemesidir. Parçacıklar vardırlar ve onlara bakmadığımızda garip şeyler yapsalar da baktığımız anda klasik hâle “gelirler”: belirli bir yerdedirler. Para sadece “yazı” ya da sadece “tura”dır.
Bu yorumun pek güzel olmayan yanı ise çökmenin gerçekten yaşandığıyla ilgili hiçbir deneysel kanıt bulunmamasıdır11. Gerçekten de çöküş, Schrödinger denklemiyle bağdaşmaz. Kopenhag teorisyenleri çöküşün gerçekleşmiş olması gerektiği (aksi takdirde parçacıkları süperpoziyonlarda görürdük) sonucuna varırlar fakat bunun nasıl veya neden gerçekleştiğini anlatan matematiksel veya fiziksel bir açıklamamız yoktur.
Bu yorum aynı zamanda ölçümü de gizemli kılıyor. Para ona baktığımı nasıl “biliyor”? Bir kedinin gözlemi de bu çöküşe “neden” olabilir mi? Peki bir bakterininki12? Gözlemin kendisinin gözlemlenen nesnede fiziksel değişime neden olduğunu söylemek zorunda kalmasaydık genel olarak daha iyi olurdu.
B. Çoklu Dünyalar
Kabaca anlatmak gerekirse Çoklu Dünyalar yorumu süperpozisyonların gözlemden sonra da devam ettiğini söyler. Paraya baktığınızda dünya sizin “yazı”yı gözlemlemenizin ve sizin “tura”yı gözlemlemenizin kombinasyonundan oluşan bir süperpozisyona evriliyor.
Bu yorumun güzel bir yanı matematik yönünün tamamen anlaşılabilir olmasıdır13. Sahip olduğumuz en iyi doğrulanmış denklem doğru çıkmaktadır. Ölçüm ve gözlem aslında “özel” değil sadece dünyanın evriminin ileri aşamalarıdır. Yani aslında hiçbirşey çökmüyor.
Bu yorumun pek güzel olmayan yanı ise evrenin kendisinin her gözlemin sonucu için dallandığını kabul etmezsek yorumun deneyimlerimizle uyuşmamasıdır. Süperpozisyonları hiçbir şekilde göremediğimize göre, evrenin her dalı gözlemden kendi “sonucunu” elde ediyor olmalı. Bu sonuç pek çok insana fazlasıyla garip görünmektedir.
Bu yorum, olasılığı da oldukça gizemli kılıyor14.
C. Bohm
İnceleyeceğimiz üçüncü yorum aralarındaki en “klasik” olanıdır. David Bohm ve takipçilerine göre para, siz onu ölçmeden önce ya kesin olarak “yazı” ya da kesin olarak “tura” idi. Bunun nedeni paranın dışında başka bir şeyin daha olmasıdır: paranın “yazı” ya da “tura” gelmesine neden olan bir tür yönlendirici olasılık dalgası. Evren deterministik olarak evrilir ve süperpozisyonlar bir anlamda gerçek değildir15. Parçacıklar süperpozisyon biçiminde davranıyor gibi görünürler çünkü onlar hakkındaki her şeyi gözlemlemek için bir yolumuz yoktur.
Bu yorumun güzel bir yanı, söylediğimiz üzere, fazlasıyla klasik olmasıdır. Kuantum mekaniğindeki pek çok gizem ortadan kalkar. Gözlem hakkında özel hiçbir şey yoktur. Schrödinger denklemi bize sadece deterministik sistemlerin nasıl evrimleşeceğini tahmin etmenin yolunu söyler.
Bu yorumun pek güzel olmayan yanı ise ayrıntılarına bakıldığında yerel olmayan [non-local]16 bir yaklaşım gerektirmesidir. Bu, nesnelerin birbirlerine çok uzak olsalar bile ışıktan daha hızlı bir şekilde birbirlerini etkileyebilecekleri anlamına gelir. Burada paranın “yazı” olduğunu gözlemliyorum ve bir şekilde, o anda, on ışık yılı uzaktaki bir para “tura” “oluyor”. Ve eğer bu bir nedensel sinyal ise, bu nedensel sinyali iletecek belirgin bir parçacık veya mekanizma yoktur.
Bazı insanların bu yorumda sevmediği bir diğer şeyse deney ve gözlem yoluyla tespit etme imkanımızın olmadığı bir nesnenin varlığını gerektiriyor gibi görünmesidir: parçacıkları yaptıklarını şeyleri yapmaya yönlendiren “pilot dalga”17.
IV. Sonraki Adımlar
Bu ve diğer yorumlar arasında kolayca karar vermemizi sağlayacak hiçbir ampirik testimiz yok ve belki de asla olmayacak18. Dolayısıyla yorumlar arasındaki seçim kısmen de olsa felsefi bir seçimdir.
Yorumlar arasındaki seçim, geleneksel felsefi sorular için de birçok başka sonuç doğuruyor. Bu serinin son yazısında bu sorulardan bazılarına göz atacağız.
Notlar
- Genellikle fotonlar ve elektronlar, çoğunlukla da spin özellikleri; bkz. Albert 1992: 1, n. 1 ↩︎
- Gerçek dünyadaki paralar aslında süperpozisyon halinde bulunmazlar. Bunun nedeni “dekoherans” adı verilen bir olgudur: Para gibi büyük nesneler, çevreleriyle sürekli olarak pek çok şekilde etkileşime girer ve bu onları süperpozisyonun dışına iter. Bu konuda bkz. Polkinghorne 2002: 43-44 ve Ghirardi 2014: 5. Ancak en iyi fizik bilgimiz, prensipte bir paranın “yazı” ve “tura” süperpozisyonuna yerleştirilebileceğini söyler. Örneğin, bkz. O’Connell vd. 2010. ↩︎
- “Parti” metaforunda bu, bir misafirin (t1 anında) ön kapıdan içeri girmesini getirdiği eşyayı görmeden önce izlemek ve sonra (t2 anında) getirdiği eşyaya bakmak gibidir. ↩︎
- Bu bir gözlemciye nasıl görünürdü? Hiçbir fikrim yok. Eğer para bir Amerikan çeyrekliğiyse, George Washington’ın yüzünün %50’sini ve bir kartalın %50’sini mi görürdünüz? Çift pozlanmış bir fotoğraf gibi mi görünürdü? Bkz. Albert 1992: 112 vd. ve Greene 2011: 207-08. ↩︎
- Konuları bölmenin farklı yolları olsa da bu tür bir bölümleme, giriş seviyesindeki çalışmalarda en yaygın olanlardan biridir. Bkz. örneğin, Polkinghorne 2002: 46-56 ↩︎
- Belirlenemezcilik [Indeterminism], evrenin belirli bir durumunun fiziksel olarak gelecekteki herhangi bir durumu gerektirmediği tezi olarak yorumlanabilir. Bkz. örneğin, Hoefer 2014; Haramia 2014: 3; ve Nagashima 2014: 2. Kuantum dünyasındaki belirsizlik üzerine bkz. Greene 2011: 191-192. ↩︎
- Bu, bazen ana savunucusu Niels Bohr’un adından dolayı “Kopenhag” yorumu olarak adlandırılır (Bohr 1987a; Bohr 1987b; Bohr 1987c; Greene 2002: 208-09). Bkz. Albert 1992: 80 vd. Bu tür bir çöküşün gerçekten gerçekleştiğine dair doğrudan deneysel bir kanıt henüz bulunamamıştır (Albert 1992: 110-11). ↩︎
- Bu, bazen ana savunucuları Hugh Everett ve Brice De Witt’in adından dolayı “Çoklu Dünyalar”, “Everett” veya “Everett-De Witt” yorumu olarak adlandırılır (Everett 1957; De Witt 1970; Albert 1992: 112-13). ↩︎
- Bu, bazen ana savunucusu David Bohm’un adından dolayı “Bohm” yorumu olarak adlandırılır (Bohm ve Hiley 1993; Albert 1992: bölüm 7). ↩︎
- Albert 1992: 36; Polkinghorne 2002: 24-25. ↩︎
- Albert 1992: 110-11. Dalga fonksiyonunun çöktüğü durumdaki gibi görünen bir sistemin evrimini haritalamak mümkündür ancak bu bir çöküşün gözlemlenmesi değildir; bkz. Murch vd. 2013. Ayrıca, bu yorumun matematiksel formalizmle uyumsuzluğu hakkında Greene 2011: 201-02’ye de bakınız. ↩︎
- Ölçüm ve bu “makro-nesneleştirme problemi” hakkındaki bazı tartışmalar için Ghirardi 2014: 3’e bakınız. Ayrıca “ölçüm problemi” için Albert 1992: 79’a ve “bakteri” örneği için de Greene 2011: 202’ye bakınız. ↩︎
- Albert 1992: 112-13; Greene 2011: 203-09 ve 212. ↩︎
- Belirli bir kuantum mekaniksel sürecin %10 olasılıkla X sonucunu, %90 olasılıkla da Y sonucunu vereceğinin (ampirik olarak) bilindiğini varsayalım. Bu süreci 1000 kez çalıştırınca gerçekten de yaklaşık 100 kez X sonucunu, yaklaşık 900 kez ise Y sonucunu alıyoruz. Ancak Çoklu Evrenler yorumuna göre ise bu 1000 tekrarın her biri evrenin iki evrene ayrılmasına neden olur: biri X diğeri Y için. Öyleyse neden yaklaşık 500 X ve 500 Y gözlemlemedik? Bkz. Green 2011: 228-37 ve Greaves 2007. ↩︎
- Polkinghorne 2002: 53-54. ↩︎
- Bell 1964; Albert 1992: 155 vd. ↩︎
- Polkinghorne 2002: 54-55. ↩︎
- Polkinghorne 2002: 55-56; Ghirardi 2014: 13. ↩︎
Kaynakça
- Albert, David Z. (1992). Quantum Mechanics and Experience. Cambridge, MA: Harvard University Press.
- Bell, John. (1964). “On the Einstein Podolsky Rosen Paradox.” Physics 1: 195-200.
- Bohm, David and Basil J. Hiley. (1993). The Undivided Universe: An Ontological Interpretation of Quantum Theory. Oxford and New York: Routledge.
- Bohr, Niels. (1987a). The Philosophical Writings of Niels Bohr, Vol. I: Atomic Theory and the Description of Nature. Woodbridge, CT: Ox Bow Press.
- ———-. (1987b). The Philosophical Writings of Niels Bohr, Vol. II: Essays 1932-1957 on Atomic Physics and Human Knowledge. Woodbridge, CT: Ox Bow Press.
- ———-. (1987c). The Philosophical Writings of Niels Bohr, Vol. III: Essays 1958-1962 on Atomic Physics and Human Knowledge. Woodbridge, CT: Ox Bow Press.
- De Witt, Bryce Seligman. (1970). “Quantum Mechanics and Reality,” Physics Today 23(9): 30-35.
- Everett, Hugh. (1957). “Relative State Formulation of Quantum Mechanics,” Review of Modern Physics 29: 454-62.
- Ghirardi, Giancarlo. “Collapse Theories.” In Edward N. Zalta (ed.), The Stanford Encyclopedia of Philosophy (Spring 2014 edition), URL =
- Greaves, Hilary. (2007). “Probability in the Everett Interpretation.” Philosophy Compass 2: 109-28.
- Greene, Brian. (2011). The Hidden Reality: Parallel Universes and the Deep Laws of the Cosmos. New York: Random House.
- Haramia, Chelsea. (2014). “Free Will and Moral Responsibility.” In Andrew Chapman (ed.) 1000-Word Philosophy.
- Hoefer, Carl. (2014). “Causal Determinism.” In Edward N. Zalta (ed.), The Stanford Encyclopedia of Philosophy (Spring 2014 edition).
- Ismael, Jenann. (2014). “Quantum Mechanics.” In Edward N. Zalta (ed.), The Stanford Encyclopedia of Philosophy (Spring 2014 edition).
- Murch, K. W. et al. (2013). “Observing Single Quantum Trajectories of a Superconducting Quantum Bit.” Nature 502: 211-14.
- Nagashima, Jonah. (2014). “Free Will and Free Choice.” In Andrew Chapman (ed.), 1000-Word Philosophy.
- O’Connell, A. D. et al. (2010). “Quantum Ground State and Single-Phonon Control of a Mechanical Resonator.” Nature 464: 697-703.
- Polkinghorne, John. (2002). Quantum Theory: A Very Short Introduction. New York: Oxford University Press.
1000-Words Philosophy’de “Quantum Mechanics & Philosophy II: Measurement and Interpretations” özgün adıyla yayımlanan bu metin, yazar Thomas Metcalf’ın izniyle Emir Alp Tunaboylu tarafından çevrilmiştir. (Erişim Tarihi: 10 Mayıs 2026)



