Hippiler, Soğuk Savaş ve kuantum fiziği
Dr. Mustafa Gündoğan
Bu yazıda doktoram sırasında okuduğum ve kuantum fiziği ve tarihine meraklılara ilk sırada tavsiye ettiğim bir kitaptan bahsedeceğim. MIT fizik ve bilim tarihi bölümleri üyesi David Kaiser’in yazdığı “Hippiler Fiziği Nasıl Kurtardı” (How the Hippies Saved Physics) soğuk savaş dönemi içinde kuantum fiziğinin gelişiminin akademide kendine yer bulamayıp, bir bakıma dışlanmış bir avuç “hippi” fizikçinin doğrudan ya da dolaylı çabalarıyla nasıl geri hayata döndüğünü anlatıyor.
“Geri hayata döndüğünü” dedim, çünkü kuantum fiziği ilk temelleri atıldığı 1920’lerden itibaren katı hal fiziği, atomik fizik, kimya ve diğer birçok alanlara son derece başarıyla uygulanmış; 1930 ve 40’lardan itibaren şekillenen kuantum alan teorisi ve sonradan bunların üzerine bina edilen “standart model” ile de parçacık fiziğinin temellerini oluşturmuştu. Kuantum fiziği bu yıllarda deney üzerine deney ile doğrulanmakta, teorinin doğruluğu ve bütünlüğü üzerine Einstein ve Schrödinger gibi büyük isimlerin başlattığı sorgulamaları alevlendirmek tabu olarak görülüyordu. Kuantum fiziğinin temellerinin sorgulanmadan halihazırda birçok probleme çözüm getirmesi ve başarıyla uygulanmasına ek olarak, 2. Dünya Savaşı’nın finalinde Japonya’ya atılan çifte atom bombası fizikçileri “gerçeği sorgulayan, doğayla uğraşan insan” stereotipinden “savaş kazandıran, stratejik değeri olan iş gücü” konumuna getirmişti. Tarih boyunca bilimciler savaş ve politikayla zaten içiçe olageldiyse (Sirakuza savumasında öldürülen Arşimet ya da icat ettiği teleskobu Venedik doçuna ‘bununla düşman gemilerini önceden görebilirsiniz’ diye pazarlayan Galileo Galilei mesela) bile Hiroşima ve Nagazaki üzerindeki mantar bulutları bu ilişkiye oldukça dramatik bir sembol olmuş ve fizikçiler bir anda selebriti olmuşlardı.
Kitaba ve hippilere geri dönersek, savaş sonrasında bu teknik başarılar sayesinde fizikçilere artan talep yüzünden Amerikan üniversitelerinde öğrenci sayıları şişecek ve “işe yarayacak” konulara daha yoğun eğilmek için kuantum fiziğinin temelleri, dalga fonksiyonun gerçek anlamı, ya da “gerçekliğin doğası” gibi fizik ve felsefe kesişiminde sayılabilecek konular bir anda müfredatlardan ve ders kitaplarında silinecek, çok prestijli dergiler bile açıkça bu alanlardaki yayınları doğrudan reddedeceklerini söyleyecekti. Fizikçilerin stratejik işgücü olarak görüldüğü bu dönem de 1970’lere gelindiğinde sona erecek, soğuk savaşın ateşi söndükçe fizikçilere olan talep de azalacaktı. Tam bu dönemde doktoraları fizik mezunlarının çok büyük bir kısmı ya işsiz kalacak ya da fizikle alakası olmayan alanlara yönelmek zorunda kalacaklardı.
Burada küçük bir mola verip, kısaca Einstein ve Schrödinger’in 1935 yılında kuantum fiziğine getirdiği itirazı hatırlatmak istiyorum: Kuantum fiziğinin matematiği birbirinden uzak parçacıklar arasında bir çeşit, anlık bir etkileşime izin veriyor gibiydi (belli koşullar altında tabi). Bu garip bağlantıya ise Schrödinger “dolanıklık” adını vermişti. Tüm bu fikir “hiçbir şey ışıktan hızlı gidemez” ilkesini ihlal ediyor gibi görünüyordu. Fakat Einstein’ın getirdiği itirazın ise deneyle test edilmesi pek mümkün görünmediğinden bu tartışma ve itiraz unutulmuş, hatta Einstein eski kafalılıkla suçlanmış, kuantum fiziğinin yukarda anlattığım başarıları da üzerine eklenince Einstein bu kavgayı kaybetti diye kabul edilegelmişti. Ta ki 1964’e kadar. O yıl ise CERN’de çalışan parçacık fizikçisi John Bell bu itirazın deneyle nasıl test edileceğine dair bir hesap yapmış fakat yaptığı hesap önceleri pek dikkat çekmemişti.
Fundamental Fysiks
Bu dönemde araştırma pozisyonu bulamayıp, akademide tabu olan daha derin konulara da meraklı bir grup Berkeleyli fizikçi, bir karşı kültür beşiği olan San Francisco’da Fundamental Fysiks grubunu kurar. Her hafta toplanıp kuantum fiziği ve mistisizm, gerçekliğin temelleri gibi konularda tartışmaya, yeni “teoriler” oluşturmaya çalışırlar. John Bell’in yeni yeni duyulan ve dolanıklığın deneylerle test edilebileceğini söyleyen makalesi ise grubun tartıştığı ana konulardan biriydi. O kadar ki bu fikri ilk defa deneyle test eden Berkeley fizikçisi John Clauser da grubun bir parçasıydı. Grubu destekleyenler arasında ise CIA de vardı; akıl kontrolü deneylerinde Sovyetlerin öne geçtiğinden korkan CIA grubun kuantum fiziği ile akıl kontrolü deneylerini Stanford Araştırma Enstitüsü’nde desteklemiş, San Francisco gazetelerinde düşünce gücüyle kaşık bükme deneylerinden bahsedilir olmuştu.
Grup üyelerinden Nick Herbert ise 1981 yılında kuantum dolanıklık fikrini kullanarak ışıktan daha hızlı sinyal gönderilebileceğini iddia eden bir makale yayımlar. Kendisinin şansı ise bu makalenin yayımlanmadan önce dergi tarafından hakemlik için Asher Peres’e yollanması olur. Peres daha sonra, fikrin doğru olamayacağını bildiğini zira Einsten’ın görelilik kuramı ile çeliştiğini fakat nerede yanlış olduğunu bulamadığını ve bu yanlışın bulunması için yayımlanması istediğini söyleyecektir. makale yayımlandıktan hemen sonra alandaki bazı fizikçilerin dikkatini çeker ve yanlışın nerede olduğu hemen bulunur. Peres’i gözden kaçırdığı yanlış ise Herbert’in ışıktan hızlı sinyal gönderen cihazının, bir kuantum parçacığının aynısını kopyalayacağını varsayması olmuştur. Ünlü fizikçi John Wheeler’ın öğrencileri Zurek ve Wootters 1982 yılında çok basit bir şekilde gösterir ki bir cihaz bir kuantum parçanın aynısını klonlayamaz; bu kuantum fiziği kanunlarına aykırıdır.
Fundamental Fysiks grubunda “pişen” Herbert’in yanlışının düzeltilmesi Einstein’ın görelilik kuramını kurtarmakla kalmaz, aynı zaman “klonlama yasağı” teoremine de zemin olur. Bu teoremi kulllanan fizikçiler daha sonra kuantum bilgi kuramlarının temellerini atacak, kuantum hesaplama fikirleri bir şekilde buralardan filizlenecektir (Wheeler’in yanında doktora sonrası araştırmalar yapan David Deutsch hemen ertesi sene kuantum fiziği kullanarak hesaplama yapılabileceğini gösterir). Bugün kuantum haberleşme ve hesaplama alanları akıl almaz bir hızla büyümekte ve bilgi güvenliği konusunda stratejik araştırma alanları haline gelmekte. Bu alana büyük paralar akıtılmakta fakat yine kuantum fiziğinin temelleri merak edildiği için değil, ulusal güvenlik açığı vermemek ve Çin’in öne geçtiği bu yarışta arayı kapatmak için gibi görünüyor. Bana da doğrudan bu hippileri tanıyan fakat grubun parçası olmamış Raymond Chiao’nun öğrencisi Morgan Mitchell’in tavsiye ettiği How the Hippies Saved Physics, fizik tarihine ve bilimin politik dinamiklerine meraklı olanlara şiddetle tavsiye edeceğim bir kitap.