2.2. BOHR’UN ATOM MODELİ VE TAMAMLAYICILIK İLKESİ

Niels Bohr kuantum teorisinin geliştirilmesine en çok katkısı olan kişilerden birisidir. Heisenberg, Schrödinger ve Dirac 1920’li yıllarda kuantum mekaniğinin detaylıca geliştirilmiş bir şeklini sunmadan önce, 1913 yılında, Bohr, Rutherford’un Güneş sistemine benzeyen atom modeli yerine kendi atom modelini teklif etti. Bu atom modeli, yeni ‘kuantum’ kavramıyla Kepler-Newton’un eliptik yörüngelerinin bir buluşmasıydı. Rutherford’un Güneş sistemine benzeyen atom modelinde, neden elektronların çekirdeğin üzerine düşmediği gibi sorular cevapsızdı. Bohr, zannedildiği gibi elektronların sürekli olarak radyasyon yaymadıkları için çekirdeğe düşmediklerini söyledi. Radyasyon yaydıklarında ise ‘kuantalar’ şeklinde yayıyorlardı. Bohr, atomlarda farklı yörüngeler -enerji düzeyleri- olduğunu, elektronların bu yörüngeler arasında ‘sıçradığını’, bu sıçramalar sonucunda radyasyonun ‘kuantalar’ şeklinde verildiğini söyledi. Bohr’un bu atom modeli en basit atom olan hidrojeni çok başarılı bir şekilde açıklıyordu, fakat karmaşık atomlara nasıl uygulanacağı pek açık değildi. Bohr’un modeli -sınırlılıklarına rağmen- kimyada atomların nasıl etkileşime girdiklerini ve molekülleri oluşturduklarını gösterebildiği için başarılıydı. Kimyasal reaksiyonlar atomlar arasında elektron paylaşımı veya takası olarak açıklanıyordu.

Bohr kendi modelinin eksikliklerinin giderilmesi ile ilgili süreçte de önemli bir rol üstlendi. Kuantum teorisinin bilimsel yönünün geliştirilmesi kadar felsefi değerlendirmesinde de o hep başroldeydi. Bilim insanları arasında geniş kabul gören kuantum teorisinin ‘Kopenhag yorumu’nun babası da Bohr’dur. Bu yoruma Kopenhag isminin verilmesinin sebebi, Bohr’un bu şehirde bulunması ve onun bu konuyla ilgili çalışmalarının önemli bir bölümünü, tek başına veya Heisenberg gibi ünlü isimlerle burada yapmış olmasıdır. Kopenhag yorumunu farklı kılan en önemli özellikler; indeterminizmin ve yerel olmayan nedenselliğin -ilerleyen sayfalarda göreceğiz- doğaya içkin özellikler olarak görülmesidir, yani onlara göre indeterminizm ve yerel olmayan nedensellik ontolojik bir durumdur. Bohr’un ‘Tamamlayıcılık İlkesi’nin (The Principle of Complementarity) kuantum teorisi ve bu teorinin felsefi irdelemesinde önemli bir yeri vardır. Çift yarık deneyinde gördüğümüz dalga-parçacık ikilemi; elektron, foton gibi mikro varlıklarla yapılan deneylerde karşımıza çıkan izahı güç bir fenomendir. Bohr, buradaki ve ışığın doğasıyla ilgili sorundaki çelişkili gibi gözüken durumları Tamamlayıcılık İlkesi ile açıklamaya çalıştı. Bohr’un bu ilkeyi açıklarken gözlemciye verdiği rol, klasik fiziğin gözlemciyi, olgulara etki etmeyen, olgulardan bağımsız bir şekilde vazifesini yürüten kişi olarak tarifinden çok farklıdır. John Hedley Brooke, Bohr’un gençliğinde Kierkegaard’ın etkisinde olduğuna ve Kierkegaard’ın bireye vurgu yapan felsefesinin paralel bir izahını kuantum teorisinde oluşturduğuna dikkat çeker. Kuantum teorisiyle ilgili yapılan deneylerde, gözlem sürecinin gözleneni etkilediği anlaşılmıştır. Bohr’un Tamamlayıcılık İlkesi’ni Barbour, şu şekilde özetlemektedir:

1. Bir deneyde, araçların ve gözlemin rol aldığı süreci, geleneksel kavramlara başvurarak açıklamaktan kaçamayız.

2. Gözlem süreciyle gözlenen arasına kesin bir çizgi çekilemez; hatta gözlem süreci gözleneni etkilemektedir. Bu yüzden ‘kendinde atom’u olduğu gibi resmetmemiz mümkün değildir. Obje ile subje arasına kesin bir çizgi çizilemez, ancak analiz için belli çizgiler oluşturulabilir. Bunlar yapılırken, geleneksel kavramları kullanmaktan kaçamayız. Bizler, seyirci değil aktörüz, özgür irademizle deneyin düzeneğini oluştururuz.

3. Dalga ve parçacık gibi kavramlar atomun dünyasını tarifte kaçınılmazdır ve yararlıdır, fakat biz değişik deney
durumları için değişik modeller kullanmalıyız. Bu alternatifleri ‘çelişkili’ değil, fakat ‘tamamlayıcı’ olarak
görmeliyiz, çünkü bunlar aynı deneysel durumda karşımıza çıkmazlar. (Örneğin, bir deneysel durumda elektron
parçacıktır, diğerinde ise dalgadır.)

4. Geleneksel kavramlarla atomun dünyasını bütüncül bir şekilde anlayamayız; çünkü kavramlarımızın sınırları bunu
engeller. Işığın yapısını anlamaya kalktığımızda, bazı deneylerle ışığı parçacık olarak belirleriz, bazılarıylaysa ışığı dalga olarak belirleriz. Aynı durum diğer atom seviyesindeki parçacıklar için de geçerlidir. Fakat bunların, aynı anda hem parçacık hem de dalga olduğunu tespit edemeyiz. Bu durumda, Bohr’a göre, yaptığımız deney türü ve kavramsal yaklaşımlarımızla, atom seviyesindeki varlıkların özelliklerini ‘biz’ belirleriz.

Ayrıca atom seviyesinde yaptığımız gözlemin, gözlenen varlığı etkilememesi mümkün değildir. Örneğin bir elektronu mikroskopla gözlediğimizi düşünelim; elektronun görülebilmesi için mutlaka bir ışık fotonunun elektrona çarpıp mikroskoba geri gelmesi gerekecektir. Elektronun aldığı bu darbe ise elektronun konumunu bozacaktır. Bohr, bizim seçtiğimiz gözlem tipinin, kullandığımız kavramların sınırlılığının ve gözlemle gerçekleştirdiğimiz etkinin ‘kendinde atom’ hakkında edindiğimiz bilgiyi tayin ettiğini söyler. Sonuçta, Bohr, ‘kendinde şey’e ulaşamayacağımızı söyleyen Kant’la benzer sonuca ulaşmıştır. Fakat Bohr, epistemoloji açısından önemli bu görüşünü, salt felsefi spekülasyonla değil, atom seviyesindeki gözlem sürecini irdeleyerek temellendirmeye çalışmıştır.

ÖNCEKİ YAZI: 2.1. KUANTUM TEORİSİNİN ORTAYA KONUŞU VE ÇİFT YARIK DENEYİ

SONRAKİ YAZI: 2.3. TAMAMLAYICILIK İLKESİNDEN HAREKETLE FELSEFİ VE TEOLOJİK YORUMLAR

default
Post Written by
?>