Büyük Tasarım

69
A'dan B'ye giden
 
yollar 
iki nokta arasındaki "klasik" yol düz bir çizgidir. Klasik yola yakın olan 
yolların fazlan birbirlerini güçlendirme eğilimindeyken, klasik yoldan uzak olanların fazları 
birbirlerini yok etme eğilimindedir.
A  noktasından  başlayıp  B  noktasına  varacak  olan  bir  parçacı­
ğın  olasılık  genliğini  hesaplamak  üzere  Feynman’ın  formülünü 
uygulamak  için,  A  ve  B’yi  birbirine  bağlayan  her  yolu,  dolayısıy­
la  bunları  simgeleyen  fazları  (yani  okları)  toplamalısınız.  Sonsuz 
sayıda  yol  olması  işin  matematiğini  bir  parça  zorlaştırsa  da,  so­
nuç veriyor. Yukarıdaki resimde yolların bir kısmını göreceksiniz.
Feynman kuramı, Newton dünyasının çok farklı görünen ku-
antum fiziğinden nasıl doğabileceğini açıkça
 ortaya ¿oyuyor. 
Feynman  kuramına  göre  her  yola  ait  faz  Planck  sabitine  daya­
nır.  Planck  sabiti  çok  küçük  olduğundan,  birbirine  yakın  olan 
her  yolun  katkısını  topladığınızda,  fazlar  normal  olarak  çok  bü­
yük  değişiklik  gösterecektir  ve  yukarıdaki  resimde  görüleceği  gi­
bi,  birbirlerini  sıfırlama  eğiliminde  olacaklardır.  Ancak  kurama 
göre,  fazların  sıralanma  eğilimi  gösterdiği  belirli  yollar  da  var­
dır  ve  bunlar,  parçacığın  gözlemlenen  davranışı  için  daha  büyük 
bir  katkı  sağladıklarından  tercih  edilir.  Büyük  nesneler  söz  ko­
nusu  olduğunda,  Newton’ın  öngördüğü  yola  çok  benzeyen  yolla­
rın,  fazları  da  benzeşecektir  ve  toplamdaki  paylan  açık  farkla  bü­
yük olacaktır; yani etkili bir biçimde sıfırdan büyük olan tek va-

---

70
rış  noktası,  Newton  kuramı  tarafından  öngörülen  noktadır  ve  bu 
varış  noktasının  sahip  olduğu  olasılık  bire  çok  yakındır.  Bu  ne­
denle  büyük  nesneler  Newton  kuramının  öngördüğü  şekilde  ha­
reket ederler.
Buraya kadar Feynman’ın kuramını çift-yarık deneyi bağlamın­
da  ele  aldık.  Bu  deneyde  parçacıklar  yarıkları  olan  bir  duvardan 
geçiriliyor  ve  biz  duvarın  arkasına  yerleştirilen  bir  ekrana  ulaşan 
parçacıkların  yerlerini  ölçüyoruz.  Genel  olarak  Feynman’ın  kura­
mı  tek  bir  parçacığın  değil,  bir  “sistemin”  olası  sonuçlarını  öngör­
memizi  sağlıyor;  bu  sistem  bir  parçacık,  bir  dizi  parçacık,  hatta 
bütün evren de olabilir. Sistemin başlangıç durumu ile daha son­
ra niteliklerini saptamak için yaptığımız ölçümler arasında, bu ni­
telikler  bir  şekilde  gelişir  ve  fizikçiler  buna  sistemin  geçmişi  der. 
Örneğin  çift-yarık  deneyinde  parçacığın  geçmişi,  onun  yoludur. 
Yine  bu  deneyde  olduğu  gibi,  verili  herhangi  bir  noktaya  ulaşan 
parçacığı  gözlemleyebilme  olasılığı,  o  noktaya  götürebilecek  yol­
ların  tümüne  bağlıdır;  Feynman,  genel  bir  sistemde  herhangi  bir 
gözlem  olasılığının,  o  gözleme  yol  açan  bütün  olası  geçmişlerden 
oluştuğunu  göstermiştir.  Bu  nedenle  onun  bu  yöntemine  kuan­
tum  fiziğinin  “geçmişler  toplamı”  veya  “alternatif  geçmişler”  for- 
mülasyonu denir.
Feynman’ın  kuantum  fiziğine  yaklaşımı  hakkında  biraz  bilgi­
lendiğimize  göre,  daha  sonra  kullanacağımız  bir  başka  temel  ku­
antum  ilkesini  inceleyelim;  bu  ilkeye  göre  bir  sistemi  gözlemle­
mek,  onun  hareket  biçimini  değiştirir.  Çenesine  hardal  bulaşmış 
şefimizi  hiç  ses  çıkarmadan,  karışmadan  izlediğimiz  gibi,  bir  sis­
temi  izleyemez  miyiz?  Hayır.  Kuantum  fiziğine  göre  bir  şeyi  “sa­
dece”  gözlemleyemezsiniz.  Gözlem  yapabilmek  için,  gözlemledi­
ğiniz  nesneyle  etkileşmek  zorundasınız.  Örneğin,  bir  nesneyi  alı­
şıldık anlamda görmek için üzerine ışık tutarız. Bir kabağın üzeri­
ne tuttuğumuz ışık elbette onu çok az etkileyecektir. Ancak küçü­
cük  bir  kuantum  parçacığının  üzerine  soluk  bir  ışık  tutmak  -yani 
onu fotonlarla vurmak- bile büyük bir etkiye yol açacaktır; bu du­
rum tam olarak kuantum fiziğinin açıkladığı gibi deneyin sonuçla­
rını değiştirecektir.
Diyelim  ki,  daha  önce  yaptığımız  gibi  çift  yarık  deneyinde  en­
gelin  üzerine  bir  parçacık  akımı  yollayalım  ve  yarıklardan  geçen 
ilk  bir  milyon  parçacığın  verilerini  toplayalım.  Değişik  çarpışma 
noktalarına  ulaşan  parçacıkların  sayılarını  işaretlediğimizde  el­
de  ettiğimiz  veriler,  sayfa  59’da  gördüğünüz  girişim  örüntüsünü 
meydana  getirecektir;  parçacığın  başlangıç  noktası  olan  A’dan,

---

71
tespit  edildiği  B  noktasına  ulaşan  bütün  olası  yollara  ait  fazları 
da  eklediğimizde,  farklı  noktalara  çarpma  olasılıklarının  verilerle 
uyumlu olduklarını göreceğiz.
Şimdi  bu  deneyi  yeniden  yaptığımızı  ve  yarıkların  üzerine  ışık 
tuttuğumuzu  varsayalım;  böylece  bir  orta  noktadan  yani  C’den 
hangi  parçacığın  geçtiğini  bilelim.  (C,  yarıklardan  herhangi  biri­
nin  konumudur.)  Bu,  “hangi-yol”  bilgisidir,  çünkü  bize  parçacığın 
A’dan  B’ye  giderken  birinci  yarıktan  mı  yoksa  ikinci  yarıktan  mı 
geçtiğini  söyler.  Artık  her  bir  parçacığın  hangi  yarıktan  geçtiğini 
bildiğimize  göre,  toplamımız  yalnızca  parçacığın  birinci  yarıktan 
geçerken  izlediği  yolları  veya  yalnızca  parçacığın  ikinci  yarıktan 
geçerken  izlediği  yolları  içerecektir.  Birinci  veya  ikinci  yarıktan 
geçen  yolların  tümünü  asla  içermeyecektir.  Feynman’ın  girişim 
örüntüsüne  ilişkin  açıklamasına  göre,  bir  yarıktan  geçen  yollar, 
diğer  yarıktan  geçen  yollarla  girişim  oluşturacaklardır;  parçacık­
ların  hangi  yarıktan  geçtiklerini  belirlemek  için  ışık  kullandığı­
mızda  diğer  seçeneği  ortadan  kaldırdığımız  için  girişim  örüntüsü- 
nün  yok  olmasına  neden  oluruz.  Aslında  bu  deney  yapıldığında, 
ışık  kullanmak  sonuçları  değiştirir,  sayfa  59’daki  girişim  örüntü- 
leriııi  sayfa  58’deki  örüntülere  dönüştürür!  Dahası,  çok  zayıf  bir 
ışık  kullanarak  deneyde  değişiklik  yapabiliriz,  böylece  parçacık­
ların  tümü  ışıkla  etkileşime  girmezler.  Bu  durumda  yalnızca  bazı 
parçacık  altkümeleri  için  hangi-yol  bilgisine  ulaşabiliriz.  Böylece 
gelen  parçacık  verilerini  hangi-yol  bilgisine  ulaşıp  ulaşmadığımı­
za  göre  bölersek,  hangi-yol  bilgisine  sahip  olmadığımız  altküme- 
ye  ait  olan  verilerin  girişim  örüntüsü  oluşturduklarını,  hangi-yol 
bilgisine  sahip  olduğumuz  altkümeye  ait  verilerin  ise  bir  girişim 
oluşturmadıklarını görürüz.
Bu  düşünce,  “geçmiş”  kavramımız  üzerinde  önemli  sonuçlar 
doğurur.  Newton  kuramında  geçmişin,  kesin  olaylar  dizisi  olarak 
var olduğu düşünülür. Geçen yıl İtalya’dan aldığınız vazonun yer­
de  paramparça  durduğunu  ve  yeni  yürümeye  başlamış  çocuğu­
nuzun  mahcup  bir  ifadeyle  başında  dikildiğini  görürseniz,  kazaya 
yol  açan  olayları  geçmişe  doğru  izleyebilirsiniz:  Küçük  parmak­
lar  vazoya  ulaşmış,  sonra  bırakıvermiştir  ve  vazo  düşüp  yere  çar­
parak  tuz  buz  olmuştur.  Aslında,  şimdiki  zaman  hakkında  eksik­
siz  veriye  sahipsek  Newton  yasaları  geçmişin  eksiksiz  bir  resmi­
ni  hesaplamamıza  olanak  tanır.  Bu  resim,  ister  sevinçli  ister  acılı 
olsun, dünyanın kesin bir geçmişi olduğuna dair sezgisel anlayışı­
mızla  tutarlıdır.  Hiç  izlenmemiş  olabilir,  ama  sanki  bir  dizi  fotoğ­
rafını  çekmişiz  gibi,  geçmişin  varlığından  emin  oluruz.  Ancak  ku­

---