Ana sayfa 138. Sayı Gelecek 100 yılda fizik: Birleşik kuramlardan kuantum akla…

Gelecek 100 yılda fizik: Birleşik kuramlardan kuantum akla…

456
PAYLAŞ

Derleyen: Dilege Gülmez

Bütünlük kuantum mekaniğinin yapısının derinlerinde var. Tek bir gerçekliği birden çok şekilde ve her biri geçerli ancak ayrışık algılama sezisine sahip olunabilir. Bohr’un da onayladığı gibi bu, algılayabileceğimizden daha geniş bir olgu. Bu sayede, dünyaya dair deneyimlerimizi ve anlayışımızı değiştirebilir ve derinleştirebiliriz. Ve hoşgörüyü öğrenebiliriz. Kim bilir, kuantum akıl belki kuantum mekaniğini bile anlayabilecek!

Sunuş

Bu yazı, Nobel ödüllü fizikçi Frank Wilczek’in Brown Üniversitesi’nin 250. yılı için davet edildiği, fiziğin gelecek 250 yılı başlıklı konuşmasından uyarlanmıştır. Konuşma metninin kopyası, arXiv sitesindeki 1503.07735v1(26 Mayıs 2015) numaralı makalede bulunabilir.

Konuşmanın başında, başlığı neden gelecek 250 değil de 100 yıl ile kısıtladığını şöyle açıklıyor Wilczek:

“Fiziğin geleceği üzerine yapılan en iyi tartışmalardan biri Newton’un 1718 yılında yazdığı Opticks kitabının sonuna eklediği sorgulamalar kısmıdır diye düşünüyorum. Bu sorgulamalarda birçok önemli fikir ve öneriler var. Ancak 1818 yılına gelindiğinde, bu fikirlerin birçoğunun artık eskidiğini görüyoruz. Lavoisier’nin bilimsel kimyası çoktan oyuna dahil olmuş, ışığın dalga teorisi sistematik bir şekilde ortaya konulmuş ve hatta Oersted ve Faraday’ın devrimleri ufuktaydı. Newton’un öneri ve fikirlerinin birçoğu ortaya konmuş, hatta bu fikirlerin ötesine geçilmişti. Bu nedenle, ben de 250 yılı 100 yıla renormalize ettim.” (1)

Wilczek devamında, konuşmayı iş ajandaları gibi bir gelecek planlamasından ziyade, bu alanda çalışmış bir zihnin gelecek üzerine olan düşüncelerini toparlama fırsatı olarak gördüğünü belirtiyor ve konuşmayı şu üç yaklaşım etrafında işliyor:

– Güncel fizik alanındaki pratik ve algısal zayıflıklar nelerdir ve neden kaynaklanmaktadır?

– Alan içerisinde gelişmiş olan teknik yeterlilikler nelerdir?

– Bu işte ekmek nerelerden çıkar? İlk iki maddenin kesişim noktaları nelerdir?

1) FİZİKTE BİRLEŞİMLERİN ÇEŞİTLİLİĞİ

Teorik fiziğin uzun zamandır en büyük rüyası, bütün kuvvetlerin birleştiği bir teoriyi, yani her şeyin teorisini bulmak. Kuvvetlerin birleşiminden kasıt, doğada bulunan 4 temel kuvvetin (büyüklüklerini büyükten küçüğe sıralayacak olursak: güçlü kuvvet, elektromanyetik kuvvet, zayıf kuvvet ve gravitasyon) çok yüksek enerjilerde (Büyük Patlamanın hemen sonrasındaki enerji seviyeleri) tek bir kuvvet gibi göründüğü, ancak enerji küçüldükçe (Büyük Patlamadan sonra evrenin genişledikçe enerji yoğunluğunun azalması) birbirinden ayrılması ve bize 4 farklı etkileşim halinde gözükmeleri.

Wilczek, konuşmalarından birinde karşılaştığı bir soru ile başlıyor bu başlık altındaki değerlendirmesine:

“Neden fizikçiler, kuvvetlerin birleşimine, her şeyin teorisine bu kadar çok kafayı takmış durumda? Bu kuvvetlerin varlığını gözlemlemek ve dinamiklerini bilmek, anlamak yeterli değil mi?

“Bu, esasında derin bir soru. Ayrıca, her şeyin teorisinin peşinden koşmanın, bilginin gelişimindeki ve insanlığa hizmetteki en etkili yol olduğu da o kadar aşikar değil ve öyle olmayabilir de. Bu soruya iki farklı şekilde yanıt verebilirim:

“Tarihsel olarak: Geçmişten günümüze, bilimde gördüğümüz en devrimsel gelişmelerin birçoğu, farklı şeylermiş gibi algılanan konuların, objelerin birleştirilmesi sonucu olmuştur. Bu gelişmelerin büyük bir kısmında, farklı görülen konular, ayrı ayrı yeterince anlaşılmıştı ve birleşimlerinin açığa çıkardığı değer ilk anda, açık olarak görülememişti. Ancak sonunda, her defasında birleşimin ne kadar doğurgan olduğu birçok farklı alanda anlaşıldı. Birkaç örnek verilecek olursa:

“- Cebir ve geometrinin birleşimi – Descartes (2)

– Yeryüzü ve gökyüzü dinamiklerinin birleşimi – Newton

– Mekanik ve optiğin birleşimi – Hamilton

– Elektrik, manyetizma ve optiğin birleşimi – Maxwell

– Uzay ve zamanın birleşimi – Einstein

– Dalga ve parçacık birleşimi – Einstein ve De Broglie

– Mantık ve hesaplamanın birleşimi – Turing, Boole

“Diğer yanıt ise estetik açıdan verilebilecek olanı: Bu, çok güzel bir düşünme yolu değil mi?”

Birleşim 1: Kuvvetler

Wilczek fizikteki farklı birleşim senaryolarını ele alıyor ve onların üzerine tartışıyor.

“Şu an, teorik fiziğin sunduğu en iyi açıklama olan ‘çekirdek teorisi’, 20. yüzyıl sonlarında, eli yüzü düzgün bir hale geldi denilebilir. Bu teori, kuantum alan teorisinin içinde açıklanan kuvvetlerin güzel bir şekilde birbiriyle olan bağlantılarını, akrabalıklarını gösteriyor. Bu kuvvetler, güçlü kuvvet, elektromanyetik kuvvet, zayıf kuvvet ve gravitasyon.”

Nobel ödüllü fizikçi Frank Wilczek.

Özgün makalede de dipnot olarak Wilczek’in açıkladığı gibi, kendisinin çekirdek teoriyi kullanıp, Standart Model adını kullanmamasının nedeni, Standart Model’in birkaç farklı modeli belirten şekilde kullanılması. Kendisine göre en doğru olanı, Standart Model’in elektrozayıf teori olarak düşünülmesi. Ayrıca, gravitasyonun kuantize edilememesi nedeniyle de, bütün bu kuvvetlerin birleşimini kapsayan teorinin farklı bir ismi olması gerektiğini ve bu nedenle “çekirdek teori” olarak adlandırdığını söylüyor. Biz yazıda, güncel, popüler literatürdeki adının bu olması nedeniyle “Her Şeyin Teorisi” olarak adlandıracağız.

Wilczek’in bu şekilde adlandırmasının birkaç nedeni var. Bunlardan ilki, Wilczek’in Standard Model olarak gördüğü elektrozayıf teori. Bu teori, adından da anlaşılabileceği gibi elektromanyetik ve zayıf kuvvetlerin birleşimini açıklıyor. Günümüzde, Standard Model dendiğinde ise akla daha çok bunların yanına güçlü kuvvetin de eklendiği bir model geliyor. Gravitasyon her iki resmin de dışında ancak güçlü kuvvetin, zayıf ve elektromanyetik kuvvet ile birleşiminden söz edilebiliyor. Yine de bu birleşim bazı fizikçilere görece karmaşık ve bütün olmaktan uzak.

İkinci neden ise “model” sözcüğü. Model, teori ile değiştirilmeyi bekleyen bir olgu ve her şeyin teorisi ise daha doğru ve fiziksel olarak sağlam konumda olan bir teoriyi belirtiyor. Yani gelecekte kurulmuş olacak olan teori de bu şekilde isimlendirilebilir. Diğer neden ise Standart Model’in ilk sözcüğü. Standart sözcüğü konvansiyonel olanı kastediyor ve üstün bir fikir izlenimi yaratıyor. Ancak, böyle bir üstün fikir hâlihazırda yok. Kendisinin “Çekirdek Teorisi” demesinin nedeni ise, gerçek atomların, yani maddenin en temel yapıtaşlarının bulunuşunun hâlâ tamamlanmaması ve gelişimlerin bu merkezde ilerleyeceğini düşünmesi.

Dört temel kuvvetin ortak noktalarından biri, her birinin bölgesel simetrilerinin (local symmetry) olması. Bir teorinin uzay-zamanın bir noktasından başka bir noktasına giderken, belirli bir dönüşüm altında değişmeyen değerleri varsa bunlara teorinin değişmezleri ve değişmeme nedenlerine de bölgesel simetrileri diyoruz. Bu bölgesel simetrilerin fiziksel anlamları oldukça işe yararlar. Her bir teorinin farklı bölgesel simetrileri var. Örneğin, elektromanyetik kuvvetin sahip olduğu simetriye göre, bu etkileşim, tek değişken olan elektrik yükü üzerinden dönüşüyor. Güçlü kuvvet ise 3 farklı yük içinde dönüşüyor. Bunlara renk yükleri deniyor. Kırmızı, yeşil ve mavi olarak adlandırılıyorlar. Bunların gerçek renklerle bir ilgisi olmasa da böyle adlandırılmalarının bir nedeni var. Güçlü kuvvetin temel parçacıkları olan kuarkları asla tek başlarına göremiyoruz. Doğada bunları görebilmemiz için renksiz olmaları gerekiyor diyoruz. Yani üçünün bir arada olduğu bir sistemi görebiliyoruz (mesela protonlar). Bu 3 rengin birleşimi de beyaz oluyor. Ya da ikili şekilde kırmızı ve anti-kırmızı olarak bir arada oldukları sistemler var. Son olarak, zayıf kuvvet, sahip olduğu bölgesel simetrisi yüzünden iki yüke sahip. Temel parçacıklar dediğimiz parçacıklar etkileşirken, bu bölgesel simetrilerin özelliklerinin dayattığı kısıtlamalar altında etkileşiyorlar. Tek etken bunlar olmasa da, önemli bir bölümünü oluşturuyorlar. Bu dönüşümler sayesinde, maddenin yapı taşları olan fermiyonların birbirleri arasındaki etkileşimlerinin doğası hakkında fikir elde edebiliyoruz.

Bu kuvvetlerin birleşimi olarak ifade edilecek teoriyi yazmanın bir yolu, her bir kuvvetin bölgesel simetrilerini tek bir simetri olarak tanımlamaya çalışmak. Bu durumda da, tek bir yük ve tek bir kuvvetten söz edilebilir. Elektromanyetik ve zayıf kuvvetin birleşiminden oluşan, elektrik yükü ve zayıf yük yerine tek bir hiperyük tanımlamamızın yeterli olduğu ve tek bir kuvvet ile (elektrozayıf kuvvet) teoriyi ifade edebilmemiz gibi. Yüzeysel olarak teknik detay vermek gerekirse, bu simetrileri matematikteki grup teoride tanımlı olan gruplar ile belirliyoruz. Her bir simetri, özelliklerine göre belirli gruplarla tanımlanabiliyor. Bu gruplar da farklı cebirsel kurallara izin veriyor ya da vermiyor. Yani, teorinin dinamiklerinin simetri tarafından nasıl karakterize edildiğini bu sayede anlayabiliyoruz.

Wilczek, konuşmasında kuvvetlerin birleşiminin sağladığı güçlü öngörülerden birini şöyle örnekliyor:

“Birleşim modellerinin bana göre en açık ve zorlayıcı türlerinden biri Georgi ve Glashow’un önerdiğidir (16 boyutlu spinör temsilli SO(10) modeli). Bu modelin bana göre en güçlü yanlarından biri, Standart Model’in aksine, nötrinoların küçük kütleleri olduğunu öngörmesidir. Bu model, nötrinoların kütlelerinin gözleminden çok daha önce bize bunu söylemiştir ve bu nedenle nötrinoların kütlelerin gözlemlenmesi, bu modelin ‘yarı-doğrulanması’ olarak kabul bile edilebilir. Ayrıca, bir sonraki bölümde daha ayrıntılı söz edeceğim ancak bu birleşim modelleri neden her bir kuvvetin birbirine göre farklı büyüklüklere sahip olduklarını da çok güzel açıklıyor. Bunun inanılmaz derecede etkileyici olduğunu düşünüyorum. Hal öyle olunca da, insanın birleşim modellerine inanması işten değil.”

Tabii, her şey bu kadar tozpembe değil. Bu kadar güzel sonuçları olmasına karşın bu modellerin sorunları da var. Deneysel açıdan bakılacak olursa, nötrinoların kütlesiz olmadığını söylemesinin dışında bu model protonun kararlı bir parçacık olmadığını da söylüyor. Ancak, deneysel olarak birçok çaba harcanmasına ve harcanmaya devam edilmesine karşın, proton bozunumu hiç gözlemlenmedi. Hatta şu an protonun bozunma ömrü limitleri (evrenin yaşından fazla) bu modelleri bir hayli zorluyor. Wilczek ise bu durumu iyimser karşılamayı tercih ediyor ve bu bozunumun gözlemlenmesi denemelerinin devam etmesi gerektiğini söylüyor ve olumlu sonuca ulaşanın ödüllendirileceğini belirtiyor.

Geçmişten günümüze bilimciler birleşik kuramların peşindedirler.

Teorik olarak karşılaşılan sorunlar da var. Birleşim modellerinde temel parçacıklarımızın çoğu parçacık tayfına uyumlu olsa da, Higgs değil. Ayrıca, Standard Model bize neden farklı parçacık aileleri olduğunu ve bu parçacıkların kütleleri ve karışımları hakkında bilgi vermiyor. Birleşim teorilerinde bu olguları anlamaya çalışırken yapılan girişimler, en iyi söylemle şu ana kadar sonuçsuz kalmış durumda. Wilczek bu noktada deneysel öngörülerin sorunları kadar iyimser değil gibi.

“Bu sorunların çözümlerinin önümüzdeki 100 yılda daha iyiye gideceği konusunda şüphelerim var. Ancak yine de bu dediğimin yanlış olduğunu görmeyi çok isterim (Hatta bu dediğimi kendim yanlışlamayı daha da çok isterim). Bana kalırsa, bu sorun üzerinde dişe dokunur tek fikir, yaklaşık ayna (parite) ve yaklaşık zaman simetrilerini anlamak için kurulmuş olan Peccei ve Quinn mekanizmalarıdır. Bu modele göre, axionların doğada var olmaları gerekiyor ve bu gereklilik kozmolojide de fazlasıyla anlam kazanmakta.

“Eğer bunların hepsini göz önünde bulundurursak, buradan fiziğin önümüzdeki 100 yılı için iki öngörüde bulunulabilir:

“1) Proton bozunumu gözlenecek. Eğer bu gözlenir ise, baryon numarası korunumunun mutlak olmadığı ortaya çıkacak. Bu durumda, baryonların bozunumu, ampirik bilim için çok zengin bir çalışma alanı olacaktır.

“2) Axionlar, kozmik arkaplan ışıması olarak gözlemlenecek. Arkaplan ışıması çalışmaları kozmoloji ve temel fiziğin daha da önemli ve zengin bir çalışma alanı olacak.”

Birleşim 2: Kuvvet ve madde

Birleşim modellerinin en vurucu nicel belirtisinin (neden kuvvetlerin belirli bir enerji seviyesinin altında farklılaştığının ve neden birbirlerine göre var olan büyüklüklerinde olduklarının) daha ayrıntılı açıklanacağı bir önceki kısımda belirtilmişti.

Bu birleşim olayını ve sonrasında nasıl farklı kuvvetlerin açığa çıktığını (ayrılım) detaylandırmak gerekiyor. Kuvvetlerin ayrılımı özel bir enerji seviyesinde açığa çıkıyor. Bu da sistemin var olan simetrisinin kırıldığı enerji seviyesi. Bunu biraz açmak gerekirse, simetriler yazının başında sözü edilen bölgesel simetriler. Birleşim modellerinin yaptığı, bu farklı simetrileri, tek bir başka simetri altında bir araya getirmek. Bu durumda da, bizim gözlemlememiz gereken farklı kuvvetler değil tek bir kuvvet olacak. Tabii ki, biz yaşadığımız dünyada tek bir kuvveti gözlemlemiyoruz. Bu nedenle, eğer böyle bir genel simetri varsa bile, bu simetrinin belirli bir noktada artık geçersiz olması gerekiyor ki bizim gözlemlediğimiz sisteme, yani farklı kuvvetlerin olduğu bir sisteme evrilebilsin. Bunu biraz daha gözümüzde canlandırmak istersek, bir halatı ele alalım. Bu halatı iki ucundan tutup sonuna kadar gerelim. Bu yüksek enerjideki duruma karşılık gelecektir ve halatı, gerilen düzlem ekseni etrafında ne kadar döndürürsek döndürelim bir şey fark etmeyecektir. Hatta halatın dış yüzeyi düz ve pürüzsüz olsa, sadece halata bakan kişi halatın döndüğünü bile fark etmeyecektir. Ancak, sistemin enerjisi azaldıkça, yani halatı gevşettikçe, halatın düz çubuk hali bozulacaktır ve bu durumda artık dönme esnasında bu bir fark yaratacaktır. Yani, halatın belirli bir eksen etrafındaki dönme dönüşümü korunumu kırılmış demektir. Artık, sistem bu dönüşüm altında hep aynı kalmayacak, farklılık gösterecektir. (Burada belirtilmesi gereken teknik bir nokta var. İki türlü simetri kırınımı var: Kendiliğinden oluşan ve dışarıdan etkiyle oluşan. Kuvvetlerin ayırımında meydana gelen kırınım kendiliğinden simetrinin kırınımıdır.)

Konuya geri dönecek olursak, süpersimetrinin verdiği denklemlere göre sistemi enerji seviyesinde ilerletirsek, bu özel enerji seviyesinde bir noktada buluştuklarını ve ondan sonra tek bir kuvvet olarak hareket ettiklerini görebiliriz. Bu enerjiden aşağı inerken, sistemin kırılmasını sağlayan mekanizma, Higgs mekanizması olarak adlandırıyoruz. Bu kırılma sırasında, birbirinden farklı etkileşim sabiti sayısı, modelin sahip olduğu parametre sayısından fazla ise, kuvvetlerin davranışı, bu fark oranında model tarafından kısıtlanmış olacaktır. Yani model, sistem hakkında belirli öngörülerde bulunmamızı sağlayacaktır. Bu öngörüler, tabii ki gerçek ile uyuşabilir de uyuşmayabilir de.

Sistemi yukarı enerji seviyelerine çıkarmak istediğimiz denklemler, tanımlı parçacık tayfına (spektrumuna) göre değişecektir. İki figürdeki, yüksek enerjilerdeki fark da bundan kaynaklanır. İlkinde yapılan hesaplar, sadece şu ana kadar gözlemlediğimiz parçacıkların katkıları ile yapılan hesaplardır. Belirli noktalarda kuvvetler kesişse bile hepsinin bir noktada buluşmadığını ve kesişme noktalarından sonra da aynı şekilde davranmaya devam etmediklerini görüyoruz. Ancak, süpersimetrinin varlığını öngördüğü (henüz gözlemlenmemiş ancak başta Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’nda olmak üzere, bulmak için deneylerin devam ettiği) parçacıkları da hesaba katarsak, belirli bir enerji seviyesinde, üç kuvvetin de mükemmel bir şekilde bir araya geldiği ve ondan yüksek enerji seviyelerinde de aynı şekilde devam ettikleri görülüyor. Yani, bu enerji seviyesinden sonraki bu tek kuvvetin davranışını ve nasıl diğer kuvvetlere ayrıldığını açıklayan teori, her şeyin teorisi olmaya aday demektir.

Ancak, şu ana kadar söz edilmeyen bir nokta var. Parçacık tayfımızda iki farklı tür bulunuyor. Fermiyonlar (maddeyi oluşturan, yarım spinli parçacıklar) ve bozonlar (kuvveti iki fermiyon arasında taşıyan, tam spinli parçacıklar). Bütün birleşim modelleri, bu iki farklı parçacık türünü birleştirmekte, ya da diğer bir deyişle neden iki farklı tür parçacık olduğunu açıklamakta yeterli değil. Ancak süpersimetri bunu açıklayabiliyor. Bu olaya, Wilczek’in açıklaması şu şekilde:

“Eğer doğa süpersimetrinin öngördüğü temel denklemlere uyuyorsa, bu iki farklı parçacık türünün de, kuvvetlerin de birleşimini açıklayabiliyoruz. Süpersimetriye birçok farklı açıdan bakabiliriz, ancak belki de en çekici olanı süpersimetriyi uzay-zamanın genişlemesi (açılımı) olarak algılayıp kuantum boyutları işin içine katmak. Kuantum boyutlarını normal boyutlardan ayıran özellik ise, bizim bildiğimiz koordinatlar gibi gerçek sayılar ile değil Grasmann sayıları (kendisi ile çarpımı sıfıra eşit olan sayılar) ile ifade edilmesi. Süpersimetri denklemlerinin dikte ettiği şey ise, temel fizik yasalarının, bu kuantum boyutlarda da, düzgün hareketi sağlayan dönüşümler altında korunması. (Kabaca açıklamak gerekirse, Newton fiziği denklemleri Galileo dönüşümleri alında korunur, değişmez. Özel görelilik bunu genişletir ve Newton fiziğindeki hareketin, ışık hızına yaklaştığında bu dönüşümler altında korunmadığını gösterir. Bu nedenle Galileo dönüşümlerini genişleterek yerine Lorentz dönüşümlerini koyar. Süpersimetri de Lorentz dönüşümlerini bir adım öteye götürerek genişletir.)

“Süpersimetri, fermiyonların bozonlara, bozonların fermiyona dönüşmesini mümkün kılarken, kuvvet yüklerinin ve kütlelerinin değişmemesini sağlar. Sonuncu söylediğimiz özellik ise bize bir şey söyler. Eğer süpersimetrik dönüşümler altında kütle değişmiyorsa, elektronun aynı kütlede ve aynı elektrik yüke sahip bir bozonik eşleniğinin olması gerekir (Şu ana kadar yapılan deneyler ve ulaşılan enerji seviyesi düşünülürse, eğer ki böyle bir parçacık varsa bu zamana kadar çoktan gözlemlenmiş olması gerekiyordu). Ancak böyle bir parçacığın olmadığını biliyoruz. Bu durumda, süpersimetrinin belirli bir noktada, kendiliğinden kırıldığını söylememiz gerekiyor. Tıpkı elektrozayıf simetrinin kendiliğinden kırılıp elektromanyetik ve zayıf kuvvetlere ayrılması gibi. Eğer süpersimetrinin kırıldığı enerji büyüklüğü, kuvvetlerin birleşiminin olduğu enerji büyüklüğünden küçükse, şu ana kadar gözlemlemediğimiz yeni parçacıkların etkilerini de hesaba katmamız gerekiyor demektir.

“Eğer süpersimetrinin kırılma seviyesini, elektrozayıf simetrinin kırılma seviyesine yakın varsayarsak (1 TeV), ikinci figürde görülen, çarpıcı tablo ile karşılaşıyoruz.

“Burada, birleşimin gerçekleştiği enerji büyüklüğü 2×1013 TeV civarında. Bu (şu an ulaşılması olanaksız olan bir enerji olduğu için, LHC:13 TeV civarı), cesaretlendirici bir sonuç ve öyle olmasının birçok nedeni var. Örneğin, bu enerji seviyesine ulaşana kadar, proton bozunumunun gözlemlenmesi öngörülüyor. Ayrıca, birleşim teorilerinin nötrino kütleleri ile bağlantılarını takip ettiğimizde (tahterevalli mekanizması), gözlemlenen nötrino kütleleri de bu enerji civarında bir simetri kırılımına işaret ediyor.

“Daha da önemlisi, süpersimetri, gravitasyonu birleşim modelinin içine dahil etmemizi sağlıyor. Diğer etkileşimler kuantize edilebilirken (kuantize yükleri varken) gravitasyon için aynı şey geçerli değil. Eğer, gravitasyonu da resmin içine alacak olsaydık, diğer kuvvetlerin aksine inanılmaz dik bir grafiği olurdu. Çünkü düşük enerjilerde, gravitasyonun diğer kuvvetlere göre büyüklüğü 10-40 oranında ancak birleşim noktasına yaklaştıkça, gravitasyonun boyutu da diğerlerine yaklaşıyor. Bu grafiği hazırlarken yaptığım hesaplar en basit süpersimetrik modellerden biri. Simetri 1 TeV büyüklüğünde kırılıyor ve gözlemlemediğimiz bütün süpersimetrik parçacıkların kütlesini 1 TeV olarak varsaydım. Ancak bu varsayımlar yeterince esnek bir şekilde değiştirilebilir. Modele istenildiği kadar tekli parçacıklar veya fermiyon aileleri eklenebilir ve ne birleşim durumu ne de simetrinin kırıldığı enerji noktası bu durumdan çok etkilenmez. Ayrıca, süpersimetrik parçacıkların kütlelerini değiştirmek de bu durumu çok değiştirmeyecektir. Son olarak da, figürde de görüldüğü gibi kuvvetlerin enerjiye olan bağımlılıkları yavaş bir şekilde değiştiği için simetrinin kırılma enerjisi 10 TeV civarına kadar, çok problem olmadan çekilebilir. (3)

“Bu sıraladığım nedenlerden ötürü önümüzdeki 100 yıl için yapacağım diğer öngörü:

Süpersimetrik parçacıklar gözlemlenecek. Bu parçacıkların çalışması fizikte yeni bir altın çağı başlatmış olacak.”

Birleşim 3: Uzay-zaman ve madde

Her ne kadar genel görelilik de diğer kuvvetler gibi aynı bölgesel simetri prensiplerine uysa da, bu prensipler genel görelilikte farklı şekilde çalışıyor. Her ne kadar, önceden sözü edilen birleşim teorileri bize 4 kuvvetin de bir noktada birleşmesi gerektiğini söylese de bunun nasıl olacağını söylemiyor.

Sicim teorisi bunun nasıl olacağına dair bir fikir veriyor olabilir ancak şu ana kadar edinilen bilgiler sonuçsuz kalmış durumda. Wilczek’e göre, eğer sicim teorisi ilerleyen yıllarda deneysel test edilebilir sonuçlar vermezse, oldukça büyük bir hayal kırıklığı olacak. Sicim teorilerinin çoğunun temelinde süpersimetri önemli bir rol oynuyor ancak süpersimetri sicim teorisi olmadan da yaşayabilir.

Şu an, dört kuvvetin birleşimi ile ilgili yeterince veri yok. Ya da diğer bir deyişle kuantum gravite hakkında. Belki, inflasyon sonucu oluşan gravitasyon dalgalarının gözlemi bu konu hakkında farklı bir kapı açabilir. Süpersimetrinin kırılması gerektiğini söylemiştik ve bu kırılımı açıklayan birçok model bunu gravitasyon etkileşimlerini merkez alarak yapıyor. Yani, eğer süpersimetrik parçacıklar gözlemlenirse bize daha çok kapı açılmış olacak.

Wilczek’e göre, iyimser olursak:

Gravitasyonun diğer kuvvetlerle birleşimi hakkında daha çok ipucuna sahip olacağız ve bu konu hakkında daha çok gözlemlenebilir sonuçlarımız olacak.

Gravitasyon dalgaları gözlemlenecek ve bu, astrofizik ve kozmoloji çalışmalarının merkezindeki araçlardan biri olacak. Birçok kaynak tanımlanacak ve nötron yıldızları ile kara delikler hakkında yepyeni ayrıntılar ortaya çıkacak.

Gerçek sayıların kullanımı bizim uzay-zaman modellemelerimizde ve klasik gözlem metotlarımızda çok ilerledi ve çok çok küçük değerlere geldi. Bu zamana kadar, gerçek sayılar fiziğe inanılmaz hizmet etti ve 20. yüzyılda gelen kuantum, görelilik ve bölgesel simetri devrimlerinden sağ kurtulmayı başardı. Ancak, sürekliliği fazlasıyla iyi tanımlayabilecek başka fikir ve teoriler de var ve doğada bunların karşılığının olmaması yazık olur. Bu durumda:

Sonsuz küçük sayılar ya da başka bir sayı sistemi uzay-zamanın tanımında önemli bir rol oynamaya başlayacak.

Birleşim 4: Zamansal gelişim (evrim) ve başlangıç

Başlangıç koşulları

“Şu anda fiziğin temel yasaları dinamik yasalar. Yani elde olan bir sistemin bir başkasına zaman içerisinde nasıl evrildiğini söyleyen yasalar. Bu durumda, bu yasalar aynı şekilde geçmiş zamana dair ipuçları, tahminler elde etmek için kullanılabilir. Bu öngörü ve yapılandırma işlemleri bazı durumlarda pratik olmayabilir, hatta olanaksız olabilir. Bazı nedenler:

“1) Denklemler, başlangıç koşullarındaki küçük düzensizliklere karşı aşırı hassasiyet gösterebilir ve genellikle sahip olunan empirik başlangıç koşulları kusursuz olmaktan uzak.

“2) Ulaşılamayan noktaların varlığı, başlangıç noktalarını belirlemedeki temel sorunlardan biri.

“3) Tamamen bilinen bir dalga fonksiyonunun zaman içerisindeki kuantum evrimi tamamen hesaplanabilirken, empirik olarak elde edilmesi olanaksız.

“4) Hesaplanan dalga fonksiyonu gözlemlenen gerçeğe vurulduğunda kuantum teorisi olasılıklar verir. Bu durumda, bu sonuç 3. maddenin sonucu olabilir de olmayabilir de.

“5) Zamanda geriye dönük yapılan öngörüler, tuhaflıklara (singularity) (4) neden olabilir. Bu tuhaflıklar, teorilerin sağlamlığını sorgulamamıza neden olabilir. Bu, özellikle kozmolojideki günlük çalışmalarda sıkça karşılaşılan bir şey.

“Fiziğin büyük bir bölümü ve mühendislikler, bu limitlerin etrafından dolanma yollarını bulmak üzerine yoğunlaşmış durumda. Bilgisayarların yardımı ile önümüzdeki 100 yılda, bu alanda müthiş bir ilerleme yaşanacağı kesin. Ancak, başlangıç koşullarındaki ve kuantum belirsizliklerdeki hassasiyet daha iyi şekilde idare edilebilir olacak olsa da tamamen yok olmayacaktır. İlk 4 maddenin temelde 100 yıl ya da 250 yıldan sonra çok farklı olacağına inanmıyorum.

“Bu noktada eklemem gereken bir nokta var. Dinamik denklemlerimize yapılacak olan ek varsayımlar ile fiziksel dünya hakkındaki ‘gerçek doğruları’ teorilerden elde edebiliriz. Bunların birçoğu başlangıç koşullarından bağımsız:

“- Yüksek enerji isteyen, özel, kendine has temel duruma sahip veya ona yakın sistemler. Bu sayede, hadron, atomik nükleon ve periyodik tablo elementleri… kütlelerine ulaşılır.

“- Kendine has termal dengelere gelmiş veya buna çok yakın olan sistemler. Bu durumda, yıldızlar için Hertszsprung-Russell diyagramlarına, standart büyük patlama kozmolojisine, … ulaşılır.”

Başlangıç koşulları gerekli mi?

“Yukarıda sıralanan maddelerden 5. olanı diğerlerinden biraz farklı. Ciddi bir meydan okuma getiriyor ve eski, felsefi bir konuyu gözden geçirmemize neden oluyor:

“‘Nasıl yok olabilir var olan öyleyse? Nasıl doğabilir? Doğduysa var değildir, ilerde doğacaksa da öyle. Böylece doğuş sönmüştür ve ölüm yok olmuştur.’ Parmenides (5)

“‘Herkes için aynı olan bu dünya/kozmoz tanrılardan ya da insanlardan hiçbiri tarafından yapılmış değildir; ama her zaman vardı, şimdi vardır ve her zaman olacaktır – uygun ölçü ile tutuşan ve uygun ölçü ile sönen her zaman diri bir Ateş.’ Heraklitos (6)

“Doğa felsefesinde, gerçekliğin bir bütün olarak kavrandığı ‘Tanrının gözü’ görüşü (Parmenides) ile zaman içerisinde olayların birbirini izlediği algısındaki, insan bilinci görüşü, ‘karıncanın gözü’ görüşü (Heraklitos) arasındaki çekişme yeniden açığa çıkmış bir konu.

“Newton zamanından beri, Heraklitos’un bakış açısı fiziğin genel bakış açısını domine etmiştir. Fiziksel dünyanın tanımını zamanın dışında tanımlı olan dinamik yasalar ile (paradoksal olarak), bu yasaların üzerine etki ettiği başlangıç koşulları olarak ikiye ayırırız. Bu dinamik yasalar, hangi başlangıç koşullarının fiziksel dünyanın gerçekliklerini tanımladığını belirlemez. Pragmatik olarak bu ayırım oldukça işe yaramıştır. Ancak, bu ayırım, dünyayı bildiğimiz haliyle tanımlamada bizi çaresiz bırakır. ‘Her şey olduğu gibidir çünkü eskiden de öyleydi’ (Things are what they are because they were what they were) yanıtı, ‘Neden her şey eskiden öyleydi de başka bir şekilde değildi?’ (Why were things that way, and not any other?) sorusunu direkt doğurur.

“Bu ayırım görelilik teorisine göre de doğal değildir. Çünkü göreliliğe göre uzay-zaman organik bir bütündür ve simetrilerine bağlı farklı görünümleri vardır. Eğer olayları, zamanı dilimlere ayırıp, bu dilimlerin devamlılığı olarak tanımlamaya çalışırsak, teorinin bahsedilen görünümlerini, bu bakış açısı ile açıklamak garip kaçacaktır. Hermann Weyl bu durumu şu şekilde açıklamıştır:

“‘Nesnel evren her nasılsa öylece var, zamanla oluşmuyor veya olmuyor. Ancak benim bedenimin sınırlarına bağlı şuurumun gözünde, zaman içinde akan, değişen uzay gibi görünüyor bu evrenin bir kısmı.’ (7)

“Bu durumu en ciddi şekilde ortaya koymaya çalışan, bildiğim kişiler ‘sınırsızlık’ (no boundary) önerisi ile Hawking ve Hartle. Bu öneri doğru yolda olabilir ancak, önerinin dayandığı Öklidyen kuantum gravitasyonu teknik olarak endişe verici durumda. Her durumda, bu öneri birleşim teorisini tamamlamıyor. Çünkü sonuçta belirli bir başlangıç koşulunun bir parçası olarak kalıyor. Belki de bu, Tanrı’nın bir seçimiydi. Ancak, öyleyse bile, bu seçimin mantıksal olarak zorunlu olduğu için mi yapıldığını yoksa bir özgür irade sonucu mu yapıldığını bilmek isteyebiliriz.

“Fiziğin temel yasaları artık rastgele seçilmiş başlangıç koşullarını kabul etmeyecek ve zamansal gelişime dayalı (dinamik) denklemlerin formunda olmayacak.”

Birleşim 5: Eylem ve bilgi

Fizikte geçmişten günümüze olan tuhaf gelişimlerden biri de temel olarak alınan niceliklerden onların integrallerini düşünmeye olan geçiştir. Newton mekaniğindeki temel dinamik kavram kuvvettir. 19. yüzyılda istatistiksel mekanik ve termodinamiğin yükselişi ile beraber enerji, kuvvetin yerini almaya başladı. Kuantum mekaniği de, Schrödinger denklemi ile birlikte enerjinin önemini vurguladı. Ancak kuantum mekaniği, bunu bir adım öteye de taşıdı. Kuantum mekaniği, geleneksel olarak kanonik formalizm ile formüle edilmiştir. Bu formülasyonda, sistemin zaman içerisindeki evrimi eylem fonksiyoneli denen bir matematiksel araç ile açıklanabilir ve bu yöntem ön plana çıkar. Enerji nasıl ki kuvvetin integrali ise, enerji ile eylem fonksiyoneli arasında da böyle bir ilişki kurulabilir. Elektrodinamiğin kanonik formülasyonunda da, potansiyelleri kullanmak bir seçimden zorunluluğa evrilmiştir. Potansiyeller de elektrik alanların integralleridir.

Bu yönde bir evrimin olmasının belirli bir nedeni var. Dinamikleri daha ‘yukarı’ formlarla belirttikçe, dinamikler üzerine daha fazla kısıtlama getirilmiş oluyor. Bu durumda, enerji prensiplerinden türetilen kuvvet alanları korunumlu olmak zorunda ve eylem prensibinden türetilen hareket denklemleri de kanonik formda (Hamilton formunda) yazılıma uygun olmak zorunda kalıyor. Elektrodinamiği ele aldığımızda, Gauss yasası ve Faraday yasasını anlatan iki Maxwell denkleminin, Maxwell denklemlerini potansiyelleri kullanarak yazmak istediğimizde özdeş hale geldiklerini görüyoruz. Yani, yine bir birleşim söz konusu. Bu durumda, bu doğrultuda daha da ileri gitmek mümkün mü? Eylemin de integral formülünü kullanarak bir teoriyi açıklamak mümkün mü?

Bu soruyu şimdilik bir kenara bırakıp, fiziğin şu anki temel niceliği olan eylemi biraz daha yakından inceleyelim. Şu anda temel yasaları en iyi şekilde yazdığımız formülasyon, Feynman yol integralleridir. Bu formülasyon ilk olarak Feynman tarafından klasik mekaniğin eylem prensibini kuantum mekaniğine genellemek için kullanılmıştır. Bu formülasyonda, eylemi gerçekleştiren sistemin tek bir yörünge üzerindeki hareketi formüle edilmektense, sonsuz sayıdaki yörüngelerdeki olasılıksal hareketlerinin toplamı ya da fonksiyonel integrali olarak tanımlanır ve bu formülasyon ile, hareketin kuantum ‘şiddeti’ (amplitude) hesaplanır. Yani bu bakış açısında eylem, formülasyonda direkt olarak ve belirgin bir şekilde gözükür ve ölçülebilir fiziksel nicelikler eylemden yola çıkarak bulunur. Bu formülasyonun şu an temel olmasının en önemli nedenlerinden biri, bölgesel simetrinin bu düzeyde oldukça basit şekilde, sabit nicelikler üzerinden görünür olmasıdır.

Planck sabitini bir birim olarak ele aldığımızda, eylem tamamen nümerik bir nicelik halini alır. Yani birimsizdir. Bu durumda, sistemin eylemi tek bir belirli sayısal niceliktir ve bu nicelik sistemin ana operasyonlarını içinde barındırır. Bu kadar basit bir niceliğin bu kadar derin bir temel anlam içermesi formülasyonun etkisini ortaya koymaktadır.

Günümüzde, dünyayı açıklamada oldukça önem kazanmış olan bir başka birimsiz nicelik ise bilgidir. Bilgi teorisinde ortaya çıkan birçok terim ise fiziksel anlama sahiptir. Örneğin, bilgi yoğunluğu ve bilgi akışı gibi. Bu ilişki derinlemesine incelendiğinde bilgi ile negatif entropi arasında ciddi analojiler olduğunu görüyoruz. Bu analojiler Shannon’un çalışmalarında görülüyor zaten. Güncel olarak, entropinin mikrofiziksel kökeni ve istatistiksel mekaniğin temelleri tartışılırken tartışmanın bilgi ve bilgi eksikliği kavramlarından başladığını görüyoruz. Bu durum, Wilczek için hali hazırda başlamış olan bir birleşimin habercisi. Fiziksel bir nicelik olan entropi ile olgusal bir nicelik olan bilginin birleşimi.

“Entropi ile eylem arasındaki ciddi bağlantılardan biri de bölüşüm fonksiyonunun öklidyen imajiner zamana sahip yol integrali formülasyonudur. Bu formülasyonda, eylemin kuantum mekaniksel beklenen değeri (expectation value) entropiyi verir. Bu bağlantı, matematiksel olarak basit ama olgusal olarak gizemli olan kara delik termodinamiğinin türetimini sağlar. Eğer ilerde imajiner zamanlı yol integrali formülasyonu, kuantum mekaniksel enerji özdeğerleri (eigenvalues) ve Boltzmann faktörleri üzerinden değil de, direkt olarak ve anlamı kavranarak ele alınabilirse tamamlanan bir başka birleşim öngörülebilir.

“Temel eylem prensibi ve bununla beraber temel fizik yasaları, bilginin kendisi ve dönüşümleri üzerinden açıklanabilir.”

Birleşim 6: Kuantum ve simetri

Kuantum mekaniği, klasik mekanik gibi spesifik bir teori olmaktan çok teorileri üzerine kurmaya yarayan bir yapı gibidir. Bu yapıyı doğayı açıklamak için kullanırken kuvvetler ve maddeler ile ilgili güçlü hipotezleri bu yapıya yedirmemiz gerekir.

Her şeyin teorisinin, şimdiki tamamlanmamış halleri de dahil, açığa çıkması ile, simetrilerin ve de özellikle bölgesel simetrinin fiziğin temel yasalarının oldukça önemli bir özelliği olduğunu gördük. Bu her şeyin teorilerinde, kuantum mekaniğinin yapısına eklediğimiz en önemli hipotezlerden biri simetriler ve onların temsilleri ile ilgili olanlardır. Eğer biraz “şiirsel” bir dil kullanmam gerekirse, bu önemli hipotezler, kuantum mekaniğindeki değişim ilişkilerine (komütasyon ilişkileri) denk gelir (basitçe açıklamak gerekirse, bu ilişkiler, iki terim arasında değişim yaptığımızda açığa çıkan sonucu bize söyler. Mesela toplamada 2+3=3+2 olsa da her teoride bu geçerli değildir)

[Ta,Tb]=TaTb-TbTa=ifabcTc

Kuantum mekaniğinin temelinde yatan özelliklerden biri de bu komütasyon ilişkileridir zaten. Eşlenik değişkenlerin birbiri ile olan komütasyonları kuantum mekaniğini kuantum mekaniği yapan şeydir. (Eşlenik değişkenlere verilebilecek en basit örnek momentum ve pozisyondur. Bilindiği gibi kuantum mekaniğinde pozisyon ve momentum aynı anda kesin olarak ölçülemez. Bunun nedeni Heisenberg’in belirsizlik ilkesidir. Momentum ve pozisyonun komütasyon ilişkileri de bu belirsizlik ilkesinin matematiksel bir gösterimi olarak düşünülebilir.)

[qa,pb]=i (a ve b eşit olmak koşulu ile)

“Kuantum mekaniğin ve simetrilerin bu temel özelliklerinin birbirine matematiksel olarak benzemesi barizdir. Bu bize iki farklı şey gösterir:

“- Kuantum mekaniğinin kendisi, bir simetri prensibinin sonucu olarak formüle edilmek istenebilir çünkü bize işe yarar modifikasyonlar ve genellemeler verebilir.

“- Bu iki farklı özelliğin bir birleşimini, integralleri halinde kurabilmek de istenen bir şeydir.

“Doğanın, bu doğal isteklere engel olması çok zalimce olacağından ve doğa bu kadar zalim olmadığından dolayı, öngörüm:

“Kuantizasyon ve temel simetriler birbirinden farklı prensipler olarak değil, temelde daha derin bir birleşimin iki farklı özelliği olarak algılanacaklar.”

Birleşim 7: Akıl ve madde

“Açıklanması gereken hâlâ birçok noktası olmasına rağmen, yaşamın merkezindeki en önemli özelliklerinden ikisi, metabolizma ve çoğalma, artık moleküler düzeyde fiziksel işlemler olarak düşünülüp, açıklanabiliyor. Francis Crick’in sunduğu hipoteze göre, bu bakış açısı sayesinde temel psikoloji, bilişsel biyolojik süreçler, hafıza ve duygu gibi olgulardaki algılarımız ve düşüncelerimiz mukayese edilebilir seviyelere gelecek. Bunu aklın maddeye ‘indirgenmesi’ olarak adlandıracaklar olabilir.

“Ancak akıl, akıldır ve fiziksel olarak anlaşılır hale gelmesi ondan bir şey eksiltmeyecektir. Bana kalırsa, bu hipotezi maddenin davranışının zenginliklerini öngören bir hipotez olarak düşünmek daha güzel ve anlamlı. Sonunda benim nasıl çalıştığımı anlamak muhteşem olurdu.

“Crick’in ‘Şaşırtıcı Hipotezi’ geçerliliğini ve çeşitliliğini devam ettirecek. Biyolojik hafıza, bilişsel süreç, duygu gibi kavramlar moleküler düzeyde daha iyi anlaşılacaklar.

“Eğer, önceden bahsettiğim gibi fizik de maddeyi bilgi üzerinden açıklamayı başarırsa, bu durumda fikirler halkası kapanmış olacaktır. Akıl, daha maddesel ve madde de daha akılsal olarak algılanacaktır.”

2) GÖRÜNÜM (GELECEĞE DAİR)

Yaratım (mikro)

Paul M. Dirac, 1929’da şöyle demiş:

“Fiziğin büyük bir kısmının ve kimyanın hepsinin gerek duyduğu matematiksel teoriler ve fiziksel yasalar tamamen biliniyor. Ancak bu teorilerin birebir durumlara uygulamasının bize verdiği denklemler oldukça karmaşık ve çözmesi olanaksız. Bu nedenden dolayı, kuantum mekaniğini, sistemlere uygulanabilir kılan yaklaşık çözümler ve pratik metotlar geliştirmek gerekiyor. Bu sayede, karmaşık ve büyük atomların oluşturduğu yapıları, çok fazla hesaplama gücü gerektirmeden çözebiliriz.”

Dirac’ın burada iddia ettiği şey, temel fizik yasalarının, kimya, malzeme bilimi ve buna bağlı olanlardaki fiziksel olayları her zamankinden daha iyi şekilde ve yeterince iyi şekilde hesaplamaya yeterli olduğu. Ancak bir yandan da, “çok karmaşık” ve “çok hesaplama gücü” kavramları her geçen zaman değişiyor ve birkaç yıl içerisinde radikal bir değişim olabiliyor bu. Şu an kullanılan hesaplama makineleri ile 1929’da kullanılanlar arasındaki fark kıyaslanamayacak kadar fazla. Bu nedenle önümüzdeki 100 yılda bu farkın katlanarak artacağını düşünmek yanlış olmaz.

Wilczek’e göre bilgisayarlar ne zaman uçaklar için sağladığı yararı kimya için sağlarsa, oda sıcaklığında süperiletkenlerin mümkün olup olmadığı, uzay asansörü yapımını mümkün kılan bir materyal olup olmadığı gibi soruların yanıtlarını bulmak mümkün olacak.

– Hesaplamalı teknikler materyal, kataliz, ilaç dizaynı gibi alanlarda deneysel tekniklerin önüne geçecek ve bu tekniklerden kat kat fazla verim alınacak. Bu da birçok yenilikçi ve yaratıcı fırsat yaratacak.

“Bu öngörülerin bir örneğini, geçtiğimiz yıllarda nükleer fizik alanında gördük. Kuantum Renk Dinamiği teorisi denklemlerinin analitik çözümü olmamasına rağmen nümerik çözümler sunuldu ve çok yakın bir geçmişte çok önemli bir dönüm noktasına erişildi. Bu nümerik teknikler ile nötron ve proton arasındaki kütle farkı önemli bir hassasiyete kadar doğru olarak hesaplandı. Bu durumda:

“Temel yasalardan çıkarılan birçok nükleer özellik çok hassas (<%1) şekilde hesaplanabilecek ve bu, daha hatasız nötron yıldızı ve süpernova modellerini oluşturmamızı sağlayacak. Fizikçiler atom çekirdeği ile, şu an atomlarla oynayıp yüksek yoğunluk ve enerjili lazerler oluşturabildiği gibi becerikli bir şekilde oynayabilecek.”

Yaratım (mezo)

Günümüzdeki birçok bilgisayar esasen iki boyutludur. Bu bilgisayarlar, yapım aşamasındaki en küçük hatanın çalışmalarını tamamen engelleyebileceği ve temiz odalarda üretilen çiplerden oluşmaktadır. Bu çipler zarar gördüğünde kurtarılmaları mümkün değil.

“İnsan beyni buna kıyasla, 3 boyutludur, çok kaotik (temiz odalardakinin tam tersi olarak) bir şekilde ‘üretilir’ ve hasar ve sakatlanmalardan tamamen iyileşerek kurtulabilir. Bu özellikleri yarı iletken teknolojilerine aktarabilmek için yeterince teşvik hâlihazırda var ve bunun yapılamaması için açık olan bir neden yok. Bu durumda:

“- Hatayı düzeltebilecek, kendini düzeltebilen, üç boyutlu bilgisayarlar geliştirilecek. Bu özellikler nörobiyolojiden öğrendiklerimizden feyz alarak yapılabilir.

“- Kendi kendini kurabilen, düzeltebilen ve kendi kendine yaratıcı olabilen makineler gelişecek.”

Yaratım (makro)

“Yukarıda sıralanan fikirleri toparlarsak:

“- Önyazılım mühendisliği projeleri ile geliştirilen makineler, ham maddeden ve en az seviyede insan müdahalesi ile başka sofistike makineler üretebilecek.

“- Freeman Dyson’ın fikri olan Dyson küresi ihtiyaç haline gelebilir ve gerçekleşebilir. Yani, güneşin dünyaya gelen enerjisinin önemli bir kısmı insanlar tarafından hapsedilip, kullanılabilir.”

Geliştirilmiş sensörler, kuantum sensör, kuantum akıl ve aklın değişimi

“- İnsan, birçok hayvana göre daha kötü sensörlere sahip. Yeni mikroelektronik teknoloji ve hesaplamalar sayesinde insan duyularını geliştirebilir, algıda yepyeni kapılar açabiliriz.

“- Sinyal işleme ve bilgisayar grafiklerinin iyice gelişmesi ile beraber matematiksel estetik ile sanatsal estetik bir araya gelebilir. Biliminsanları ve sanatçılar bir arada çalışacaklar ve yepyeni sanat-bilimsel ürünler ortaya çıkacak.

“- Bu teknolojik gelişmeler ile yeni tür gözlem yolları gelişecek ve bu sayede kuantum dolanıklılık ölçümleri fizikteki en önemli alanlardan biri olacak. Kuantum dolanıklılığın kontrol edilebilir olması ile beraber kuantum bilgisayarlar pratik hale getirilebilecek.

“- Kuantum bilgisayarlar ile beraber farklı bir yapay zekâ kavramı ve farklı bir bilinç formu ortaya çıkacak. Kuantum zekâ aynı anda birbiri ile çelişen şeyleri deneyimleyebilir ve birçok farklı senaryoyu aynı anda yaşayabilir. Bu durumda, kuantum bilinç aklın yaşamı için yepyeni bir kapı açacak. (Burada Wilczek ayrıca kim bilir kuantum akıl belki kuantum mekaniğini bile anlayabilecek diyor!)

“- İnsanların sıradanlaşacak uzak mesafeli ve yüksek becerili sensörleri kullanımı ile beraber benlik algısı fiziksel bedenlerin koyduğu limitlerin çok ötesine geçecek. Bir yerde olmak tanımı fiziksel olarak orada olmak tanımından tamamen bağımsız olabilir ve bu insanlığın dünyanın ötesine geçişinde çok önemli bir rol oynayabilir. İnsan bedeninin çaresizce uzamsal boyuta hapis olması, genişleyen bir bilinç ağını genişleyen bir yerleşim ağından çok daha mümkün kılıyor. Bu durumda da bilginin sınırlı hızda transferi önemli rol oynayacak ve benliğin astronomik uzaklıklardaki etkileşimini etkileyecektir. Bu durumda da özel görelilik insanlar tarafından senkronizasyon nedeni ile içselleştirilecek.

“- İnsanlığın şu andakine göre çok daha fazla bilgi sahibi olduğu ve fiziksel dünyaya göre çok daha fazla olanak ve güce sahip olduğu bir geleceği tanımlamaya, hayal etmeye çalıştım. Paradoksal olarak bu tür bir güç insanlığı, bilgilerindeki boşluklara çok daha hassas bir hale getirebilir ve insanlık bu boşluğu doldurmak için çok daha hevesli olabilir.

“- Bütünlük kuantum mekaniğinin yapısının derinlerinde var. Tek bir gerçekliği birden çok şekilde ve her biri geçerli ancak ayrışık algılama sezisine sahip olunabilir. Bohr’un da onayladığı gibi bu, algılayabileceğimizden daha geniş bir olgu. Bu sayede, dünyaya dair deneyimlerimizi ve anlayışımızı değiştirebilir ve derinleştirebiliriz. Ve hoşgörüyü öğrenebiliriz.”

Dipnotlar

1) Renormalize etmek sözcüğü ile kuantum alan teorisinin içerisinde bulunan bir teoriye göndermede bulunuyor.

2) Yazılan isimlerin nedeni, bu birleşimlerin tek sahipleri olarak söz etmek değil, ana katkılardan bazılarını hatırlatmak adınadır.

3) Bu özellikler, modelin hayatta kalması için gayet iyi özelliklerken yanlışlanmasını çok zorlaştırdığı için, empirik olarak modeli tartışmalı hale getiriyor.

4) Burada genel olarak matematiksel olarak tanımsız olan ifadelerden söz ediyor Wilczek. 1/0 gibi.

5) Çeviri Kaynağı: Antik felsefe, Suat Yakup Badur, Metnin makaledeki orijinal hali: “How could what is perish? How could it have come to be? For if it came into being, it is not; nor is it if ever it is going to be. Thus coming into being is extinguished, and destruction unknown.”

6) Çeviri: Herakleitos, İdea Yayınevi, http://www.ideayayinevi.com/2014/on_sokratikler/on_sokratikler_herakleitos.html, Metnin makaledeki orijinal hali: “This world, which is the same for all, no one of gods or men has made. But it always was and will be an ever-living fire, with measures of it kindling, and measures going out.”

7) Orijinal hali: “The objective world is, it does not happen. Only to the gaze of my consciousness, crawling upward along the line of my body, does a section of this world come to life as a fleeting image in space which continuously changes in time.