schrödinger’in kedisi denklemi 😻 2023 İnceleme 🎯

schrödinger’in kedisi denklemi nedir?

Kuantum yorumu olarak schrödinger’in kedisi denklemi nedir? Kuantum süperpozisyon düşünce deneyi olan Schrödinger’in kedisi ne anlatıyor? Atom altı parçacıkların tuhaf dünyasında neler oluyor? Avusturyalı fizikçi Erwin Schrödinger (1887-1961), atom altı dünyasında neler olduğunu sorgulayan bir düşünce deneyi tanımlamıştır. Hazırsanız kuantum dünyasında sonsuz olasılıkları incelemeye başlıyoruz.

Klasik mekanikte bildiğimiz ve gözlemlediğimiz şey, tüm parçacıkların her anki konumları ve momentumlarıdır.

Fiziksel bir sistem, gözlemlenebildiği olası durumlar kümesiyle tanımlanır. Örneğin, bir elektron ya yukarı dönüş durumunda ya da aşağı dönüş durumunda gözlemlenebilir. Ancak hiçbir zaman ikisinin bir kombinasyonu olamaz. Benzer şekilde, radyoaktif bozunmada yayılan bir parçacığın ya yayıldığı ya da yayılmadığı, hiçbir zaman kısmen yayılmadığı gözlemlenir. Ancak aynı yöntemlerle hazırlanan parçacıkların her zaman aynı duruma sahip oldukları gözlemlenmeyecektir. ( Kaynak 📚 Kuantum Mekaniğinde Mevcut Durum.  Amerikan Felsefe Derneği Tutanakları, Mart 2016 )

Özdeş uranyum atomları rastgele zamanlarda bozunur veya bozunmaz, ancak daha fazla zaman geçtikçe atomun bozunma olasılığı artar. Sistemin durumu, bozulma olasılığı daha yüksek olacak şekilde değişecektir. Newton’un ikinci hareket yasası klasik mekanik için neyse, Schrödinger’in kedisi denklemi de kuantum mekaniği için odur: fiziksel bir sistemin, diyelim belirli kuvvetlere tabi bir grup parçacığın zamanla nasıl değişeceğini tanımlar.

İşte tipik bir ders kitabı sorusu: Arabanızın benzini bitti. Belirli bir hıza hızlandırmak için ne kadar kuvvetle itmeniz gerekir?

Cevap Newton’un ikinci hareket yasasından geliyor: F = İvme * kütle

Bu harika derecede basit, ancak incelikli yasa, her türlü hareketi tanımlamanıza izin verir ve bu nedenle, en azından teoride, bir fizikçinin dünya hakkında sormak isteyebileceği hemen hemen her soruyu yanıtlayabilir.

Kuantum deneyi: Schrödinger’in kedisi denklemi 😻

Bir atomun çekirdeğinin yörüngesindeki elektronlar üzerinde düşünmeye başladığınızda, işler gerçekten çok garipleşir ve Newton yasaları artık geçerli değildir. Bu küçücük dünyayı tanımlamak için, yirminci yüzyılın başında geliştirilen bir teori olan kuantum mekaniğine ihtiyacımız var. Newton’un ikinci yasasının analoğu olan bu teorinin çekirdek denklemine Schrödinger’in kedisi denklemi denir.

Bir atom altı parçacık için tüm bilgiler bir dalga fonksiyonu içinde kodlanmıştır.

Atom altı parçacığın dalga fonksiyonu Schrödinger’in kedisi denklemi kullanılarak tahmin edilebilir, çözülebilir. Schrödinger denklemi, lisans fiziğinde tanıtılan temel aksiyomlardan biridir.  Nobel ödüllü Avusturyalı fizikçi Erwin Schrödinger, bir kuantum paradoksunu keşfetmiştir ve bu nedenle Nobel fizik ödülü ile onurlandırılmıştır. Kuantum teorisyenleri mikroskobik düzeyde maddenin doğası ve davranışı hakkında doğru olarak kabul ettikleri ile makroskopik düzeyde ortalama bir insanın doğru olarak gözlemledikleri arasında bir paradoks vardır. 1935 yılında Erwin Schrödinger, kendi adıyla anılacak olan Schrödinger’in Kedisi Denklemi isimli bir zihinsel deneyi yaratmış. ( Kaynak 📚 Gasiorowicz, S. (2019). Kuantum Fiziği )

Paradoks Schrödinger’in kedisi deneyi nedir? 😻

Canlı bir kedi, bir çekiç, bir şişe hidrosiyanik asit ve çok az miktarda radyoaktif madde ile birlikte çelik bir odaya yerleştirilir. Test süresi boyunca radyoaktif maddenin tek bir atomu bile bozunursa, bir röle mekanizması çekici tetikleyecek ve bu da içinde çevirin, zehirli gaz şişesini kırın ve kedinin ölmesine neden olacaktır.

Hayatımızın bir noktasında hepimiz varlığımızın bir temeli olup olmadığını veya sadece bir dizi koşul olup olmadığımızı merak ederiz. Her iki durumda da, insan doğasını anlamak kendimizi anlamamıza yol açabilir.

O zamanlar hakim teori olan kuantum fiziğinin Kopenhag yorumu, atomların veya fotonların farklı olası sonuçlara karşılık gelen birden fazla durumda var olduğunu ve olasılıklar süperpozisyonlar olarak adlandırılan, gözlemlenene kadar kesin bir duruma bağlanmazlar. Peki, kuantum mekaniği bize fiziksel gerçeklik hakkında tam olarak ne söylüyor? Schrödinger’in kedisi denklemi, elektronlar gibi parçacıkların bazı durumlarda parçacıklar gibi ve diğer durumlarda dalgalar gibi davrandığı fikrinden doğdu: bu sözde dalga-parçacık paradoksudur.

Kuantum mekaniğinin Kopenhag Yorumu, temel olarak, fiziksel bir sistemdeki bir nesnenin tüm olası konfigürasyonlarda aynı anda var olabileceğini belirtir. Ancak sistemi gözlemlemek, sistemi çökmeye ve nesneyi bu olası durumlardan sadece birine zorlar. Schrödinger bu yoruma katılmamıştır. Schrödinger’in düşünce deneyi, mikroskobik dünyadaki süperpozisyonu açıklamak için kullanılan matematiksel terminolojinin yerini ortalama bir insanın görselleştirip anlayabileceği makroskopik terimlerle değiştirecek olsa, Kopenhag yorumunun nasıl görüneceğini göstermek için tasarlamıştır.

Bu Schrödingerin kedisi 😻 olarak adlandırılacak olan deneyde, gözlemci maddenin bir atomunun bozunup bozulmadığını bilemez. Sonuç olarak şişenin kırılıp kırılmadığını ve kedinin öldürülüp öldürülmediğini bilemez.

Schrödinger, insanların kapalı bir kabın içinde bir kedi, zehir, bir geiger sayacı, radyoaktif madde ve bir çekiç olduğunu hayal etmelerini istedi. Radyoaktif madde miktarı o kadar küçüktü ki, bir saat içinde yalnızca 50/50 atış tespit edilebildi. Geiger sayacı radyasyon tespit ederse, çekiç zehri parçalayarak kediyi öldürür. Birisi kabı açıp sistemi gözlemleyene kadar, kedinin sonucunu tahmin etmek imkansızdı. Böylece, sistem tek bir konfigürasyona çökene kadar, kedi hem canlı hem de ölü olduğu için bazı süperpozisyon zombi durumunda var olacaktır. ( Kaynak 📚 Ward, D. ve Volkmer, S. (2019). Schrödinger’in Kedisi 😻 Denklemi Nasıl Elde Edilir? )

📲 Sigmund Freud Sözleri – Az Bilinen 12 Seçki 🥇

Hem canlı hem de ölü olmak: Schrödingerin kedisi denklemi 😻

Elbette, Schrödinger’in kedisi denklemi ile bunun saçma olduğunu iddia etti. Kuantum süperpozisyonu, kediler gibi büyük nesnelerle çalışamaz, çünkü bir organizmanın aynı anda hem canlı hem de ölü olması imkansızdır. Bu nedenle, Kopenhag Yorumunun doğası gereği kusurlu olması gerektiğini düşündü. Birçok kişi yanlış bir şekilde Schrödinger’in kedisi düşünce deneyinin arkasındaki öncülü desteklediğini varsaysa da, Schrödinger gerçekten desteklemedi. Bütün amacı bunun imkansız olduğuydu.

Schrödinger’in kedisi gözlemlendiğinde, ya canlıdır ya da ölüdür. Ama olmadığında, canlı ve ölü süperpozisyonundadır.

İşte bu durum kuantum belirsizliği veya gözlemci paradoksu olarak tanımlanır. Buna göre kuantum Kopenhag yorumuna göre yasa, biri kutuya bakana kadar kedi hem ölü hem de diri olacak. Kuantum mekaniği dilinde, kedinin gözlemlenene kadar hem canlı hem de ölü olabilmesine kuantum belirsizliği veya gözlemci paradoksu denir. Gözlemci paradoksunun arkasındaki mantık, gözlemin sonuçları etkilemek için kanıtlanmış yeteneğidir.

Schrödinger’in kedisi denklemi, süperpozisyonun var olduğunu kabul etti. Yaşamı boyunca bilim insanları, ışık dalgalarındaki paraziti inceleyerek varlığını kanıtlayabildiler. Ancak Schrödinger’in kedisi, olasılıkların çözümlenmesinin gerçekte ne zaman gerçekleştiğini merak etti. Düşünce deneyi, insanların kendilerine gözlemin tetikleyici olmasının mantıklı olup olmadığını sormalarını sağlamayı amaçlıyordu. Kedi gözlemlenmese bile ölü ya da diri olmaz mı?

Schrödinger’in kedisi, denklemde yaşamla ölüm arasında bir durumda bulunur. 

Bu fenomene Schrödinger’in kedisi, yani süperpozisyon denir ve kuantum mekaniğinin herhangi iki (veya daha fazla) kuantum durumunun birbirine eklenebileceğini ve sonucun başka bir geçerli kuantum durumu olacağını söyleyen temel bir ilkesidir. Ancak kuantum teorisi doğası gereği olasılıkçı görünüyor. Bazen Kopenhag yorumu olarak da adlandırılan ders kitabı versiyonu, bir sistemin özellikleri ölçülene kadar sayısız değeri kapsayabileceğini söylüyor.

Kuantum atom altı dünya kanunlarına göre kedi hem diridir hem de ölüdür. Bu yorumda, gözlemci ve kedi iki gerçeklikte var olurlar: biri kedinin öldüğü, diğeri ise kedinin yaşadığı.

📲 Sağ Beyin ve Sol Beyin Nedir? 📌

Atom altı parçacık dünyası: Schrödinger’in kedisi deneyi

Bilim insanlarının mikroskobik düzeyde maddenin doğası hakkında öğrendikleri ve bunun insanların makroskopik düzeyde gözlemledikleriyle ilişkisi henüz tam olarak araştırılmamıştır. Gözlemcinin rolü, kuantum fiziği çalışmasında önemli bir soru olmaya devam ediyor ve kuantum hesaplama ve popüler kültürde sonsuz bir spekülasyon ve varsayım kaynağı. Schrödinger’in kedisi denklemi sonrasında, Schrödinger daha sonraki yaşamında o kediyle hiç tanışmamış olmayı dilediğini söylediği rivayet edilir.

Filozof Abner Shimony şaşırtıcı bir açıklama yapmıştır. Shimony şunları söylüyor: Fiziksel sistemlerin bizim gözlemlerimizden bağımsız olarak belirli özelliklere sahip olduğu söylenemez. Öyleyse, hem canlı hem de ölü olmak nasıl bir duygu olabilir?

Kulağa “prenses ya da kaplan deneyi” gibi geliyor, lakin bu çok daha zor bir durum sanırım. İki kapıdan birini açması gereken kişi, birinin arkasında bir prenses, diğerinin arkasında da katil bir kaplan olduğunu bilir. Hangi kapının arkasında kaplan olduğunu, kapıyı açacak kişi bilmiyor, ama cevap biliniyor. Radyoaktif bozunma, belirsizlik düzeyinde meydana gelir. Kutunun içindeki sistem hakkında hiçbir bilginiz, Schrödinger’in kedisinin kaderini tahmin etmenize asla izin vermez. Kutuyu açana kadar yaşayıp yaşamadığı kesinlikle bilinemez.

Peki, Schrödingerin kedisi, kendisinin süperpozisyonda olduğunu deneyimliyor mu?

Bu soru, 1960’larda Macar-Amerikalı fizikçi Eugene Wigner’ı rahatsız etti ve ona ilham verdi. Kuantum mekaniğinin kaprislerinden kaynaklanan paradokslar karşısında hüsrana uğradı. Bir kuantum sistemi, gözlemlenene kadar sezgilere aykırı birçok şeyin yanı sıra, mikroskobik alanı yönetir. Fizikçi arkadaşı Erwin Schrödinger’in, bir kedinin bir radyoaktif atom bozunursa serbest kalacak zehirle dolu bir kutuya hapsolduğu ünlü düşünce deneyi üzerine çalışmalar yaptı. Radyoaktivite bir kuantum sürecidir, bu yüzden kutu açılmadan önce, hikaye şöyle devam eder, atom hem bozunur hem de bozulmaz. ( Kaynak 📚 Shankar, R. (1980). Kuantum Mekaniğinin İlkeleri )

Aslında Schrödingerin kedisi talihsiz bir şekilde arafta bulunmaktadır: yaşam ve ölüm arasındaki sözde süperpozisyon! 

Biz kimiz? Var mıyız, yoksa sadece bir matrix içinde miyiz?

Hayatımızdaki her insanın kim olduğumuza dair bir fikri vardır. Bu fikirlerin hiçbiri birbiriyle tam bir uyum içinde değildir. Ama hepsini bir araya getirdiğimizde, geçerli bir kişi oluşur: kendimiz! Tıpkı Schrödinger’in kedisi süperpozisyonun geçerli bir kuantum durumu yaratabilmesi gibi, farklı düşünceler birleştiğinde var olmaktadır. Bahse girerim bunu merak eden bir tek ben değilimdir.

Biz var mıyız? Yoksa sadece koşullardan oluşan bir fikir miyiz?

Çoğumuz bir tatil söz konusu olduğunda, heyecanlanırız. Yeni ortamlar, insanlar, farklı deneyimler yaşayarak, onlarla özdeşleşiriz. Aynı şekilde, ailesinden ayrılıp başka bir şehirde eğitime giden üniversiteli genç de benzer deneyimi yaşar. Yaşadığımız yerden, hatta o gün işe giderken evden herkesin bildiği tek bir kişi olarak ayrılıyoruz. Lakin her gün eve tamamen farklı bir kişi olarak geri dönüyoruz. Bu değişikliklerin temel mi yoksa yüzeysel mi olduğunu bilmiyoruz, ancak varlar. Peki, ne değişti: Koşullarımız, deneyimlerimiz, aslında biz değişiyoruz!

Farklı bir insandık, tamamen farklı bir rutine sahiptik ve kendimizi yeni yüzler ve garip yerler ile çevreliyorduk. Tüm dünyamız değişim ve büyüme için sonsuz bir olasılık haline geldi ve uyum sağlamamız ve kendimizin farklı bir versiyonu haline gelmemiz çok doğal.

Her gün, her an kendimizin farklı yeni bir versiyonu oluyoruz.

Eve geri döndüğümüzde, eski rutinimize geri dönüyoruz. Bir kez daha tanıdık yüzler ve evimiz olarak tanımladığımız yerler ile etrafımızı sarıyoruz. Ama farklı hissettiriyor. Hayatımızdakiler kim olduğumuza dair yeni bir fikir şekillendirmeye başlıyor, çünkü eski fikrimizde bir değişiklik oldu. Hala tanıdık olan kısımlar var, yüzeye çıkmak için mücadele ediyor, ama biz aynı değiliz.

Wignerin arkadaşı düşünce deneyi nedir?

Fizikçi Wigner, bir arkadaşını laboratuvara kapattığını ve bir kuantum sistemini ölçtüğünü hayal ederek, bu paradoksu keskinleştirdi. Wigner laboratuvarın kapısını açana kadar arkadaşının bir çürümeyi görmüş ve görmemiş bir süperpozisyonda var olduğunu söylemenin saçma olduğunu savundu. Kuantum fizikçisi Tischler, “’Wignerin arkadaşı düşünce deneyi” sırasında, gözlemci de gözlemlenirse işlerin çok garip olabileceğini göstermiştir. İşler daha da karışıyor aslında!

Ama bilmek istediğim şu ki, koşullardan bağımsız olarak, sen gerçekten var mısın? John Green

Tischler ve meslektaşları, Wigner’ın arkadaş testinin bir versiyonunu gerçekleştirdiler. Klasik düşünce deneyini, dolanıklık adı verilen başka bir kuantum düşüncesi  ile birleştirdiler. Çok uzak mesafeler boyunca parçacıkları birbirine bağlayan bir fenomeni tanımladılar. Gerçekliğin temel doğasına en güçlü kısıtlamaları koyduğunu iddia ettikleri yeni bir teori ile gerçeği tanımlamak istiyorlar.

Gerçek nedir: Bohmian teorisi nedir?

Bohmian teorisi, yani gerçek nedir? Gerçek insan olan, parası olsa da olmasa da aynı kişi midir? Ya bir sevgilisi olsa da olmasa da aynı kişi miyiz? Bu okula ya da şu okula gidiyor olsak, aynı kişi mi oluruz, ya da çok daha derin bir ben var mı? Yoksa sadece bir dizi olasılık mıyız? Bu sorular gerçektir ve koşullar her değiştiğinde, kendimizi ve içimizde meydana gelen değişiklikleri anlayarak onlara cevap vermeye çalışmak sonsuz güce sahiptir.

Bohmian teorisi nedir? Fizikçi David Bohm teorisi olan alternatif Bohmian Teorisi, temel düzeyde kuantum sistemlerinin belirli özelliklere sahip olduğunu söyler. Sadece davranışlarını tam olarak tahmin etmek için bu sistemler hakkında yeterince bilgimiz yok. Bu durumda, yaşadığımız sadece tek bir deneyimi var. Ancak Wigner yine de kendi çözümsüzlüğümüz içinde aslında bir süperpozisyonda yaşadığımızı tanımlamıştır.

Çöküş teorileri ve çoklu evren yorumu nedir?

Çöküş teorileri olarak adlandırılan diğer modeller, test edilebilir tahminler yapar. Bu modeller, bir kuantum sistemini çok büyüdüğünde çökmeye zorlayan bir mekanizmayı ele alır. Kedilerin, insanların ve diğer makroskopik nesnelerin neden süperpozisyonda olamayacağını açıklıyor.

Her seçim, bir vazgeçiştir!

Kuantum mekaniğinin çoklu evren yorumu ise, bu sorunu, çöküş fikrini tamamen reddederek çözer. Bunun yerine, her zaman iki “dünya-dalının”, biri kedinin öldüğü, diğeri ise kedinin hayatta olduğu bir süperpozisyon olduğunu iddia eder. Kutuyu açtığınızda, artık iki versiyonun olduğu iki dünyanın bir süperpozisyonu var. Bir dünyada kedi yaşıyor ve kedinin canlı olduğunu görüyorsunuz. Diğer dünyada kedi öldü ve kedinin öldüğünü görüyor, deneyimliyoruz. Bir olasılığı gerçek kıldığımızda, hiç bilmediğimiz başka olasılıklar var olmaya devam etmektedir.

Bu ve Schrödinger’in kedisi denklemi benzeri konuları ele aldığımız Kişisel Gelişim Yazıları serimize devam edeceğiz. Birlikte düşünmek ve gelişmek olmak için buradayız. Yaşamı ve var oluşu sorgulamaya, anlamaya devam etmek dileğimle.

👨‍⚕️ Dr. Bora Küçükyazıcı
Tıp Doktoru 🧠 NöroPsikoloji PhD

🏠 Brain Center ® İstanbul ☯️ Kişisel Gelişim Merkezi
Ritim İstanbul AVM, Maltepe – İstanbul 🌍