ELEALI ZENON PARADOKSLARI VE KUANTUMDA ZENO ETKİSİ

HAREKETİN YOKLUĞUNDAN KUANTUM DEĞİŞMEZLİĞİNE

Bu yazı, Milattan önce 5. yüzyılda yaşamış Yunan filozofu Zeno veya başka bir deyişle Elealı Zenon ve onun paradoksları hakkında olacak. Ayrıca kendi adının verildiği Kuantum Teorisindeki Zeno etkisine değineceğim.

        

Öncelikle Zenon hakkında konuşursak, Zeno antik yunan şehri Elea’da doğdu. Zenon Elean’nın diğer filozofu Parmenides’in öğrencisidir. 40 yaşındayken Atina’ya gidip Sokrates ile tanışmıştır. Zeno yerel yöneticisine karşı bir komploda parmağı olduğu için yakalanıp işkence görmüştür. Hatta bu işkence sırasında ölmüştür. Hayatına ve çalışmalarına ait tüm bilgileri bilmemekteyiz. Elimizdeki bilgiler Aristo ve Platon(Eflatun) nun yazdıklarından öğreniyoruz.(Zaten bunlar da yazmasa o deneme ait düzgün bir bilgi birikimimiz olmayacak.) Zenon parodokslarıyla ünlü bir kişiliktir. 40 ‘a yakın paradoksu olduğu düşünülmesine rağmen elimize birkaç tanesi geçmiştir. Zenon ve Parmenides duyulardan elde edilen bilgilere güvenilmeyeceğini düşünürler ve kesin bilgiye aklın yoluyla gidileceğini söylemişlerdir. Ayrıca ikisi birlikte hareketin gerçekleştiğine dair, değişime dair eleştirilerde bulunmuşturlar. Zenon kendi fikirlerini paradokslar ortaya koyarak desteklemeye çalışmıştır ki bu duruma şaşırılmaması gerekir; çünkü zeka oyunları, derin düşünme dediğimiz zaman Yunanlıların eline kimse su dökemez. Ayrıca ikisi Elea okulunda birlikte çalışmışlardır. Zenon’un Parmenides’in öğrencisi olduğunu söylemiştim. Bu arada Elea Okulu Sokrates öncesi önemli okullardan biridir.

        

 Bu bölümde ise Zenon’un paradokslarını inceleyeceğiz. Ama başlamadan önce birkaç şey söylemek istiyorum. Zenon bir matematikçi değildi, soyut mantığa göre tartışıyordu ve bu yüzden Paradoksları ona göre değerlendirilmeli. Matematikçi olsa dahi daha yüksek matematik, kalkülüs, keşfedilmemişti. Tabii bir Newton bir Leibniz yoktu ortalıkta. Birde tariha dikkat çekerim Milattan ÖNCE, bu yüzden saygılı olalım, niçin böyle saçma sorular sormuş demeyelim. Sizinde okurken düşüneceğiniz cevabı Diyojen vermiştir emin olun. Paradokslara dönecek olursak ortak paydaların hareketin olmadığını, hiçbir şeyin değişmediği üzerinedir. Hatta zaman diye bir şeyin olmadığını ileri sürmüştür. Sonunda bilindik üç paradoksuna başlayalım. İlki Aşil ve kaplumbağa paradoksu. (Aşil yarı tanrı, güçlü ve çok hızlıdır. Kaplumbağayı biliyorsunuz.) Aşil ile kaplumbağa yarışacaktır. Ama Aşil kaplumbağaya avans verir ve kaplumbağa biraz önde başlar. Ezoptaki tavşan kaplumbağa masalı gibi.  Aşil ne kadar hızlı koşarsa koşsun kaplumbağayı geçemez. Ama buradaki sebep uyuya kalması değil. Peki neden? Çünkü Zenon’a göre,  Aşil yarışa başladıktan sonra kaplumbağanın başladığı konuma geldiğinde kaplumbağada bir miktar ilerlemiş olacak, bu sefer Aşil o noktaya geldiğinde kaplumbağa bir miktar gene ilerlemiş olacak ve bu döngü sonsuza kadar sürecek. Dolayısıyla Aşil kaplumbağaya yetişemez ve geçemez buda bize gösteriyor ki hareket diye bir şey yoktur. Zenon ve Parmenides gerçekte Aşil’in kaplumbağayı geçeceğini biliyorlar fakat buna göz yanılsaması diyorlar. İkinci paradoksumuz Dikotomi paradoksu. Dikotomi paradoksu, hareketin yanılsama olduğunu göstermek için sunulan ve Aşil ve kaplumbağa paradoksuna benzer temaya sahip Zenon’un bir başka paradoksudur. Bunu direk bir örnek ile anlatacağım. Bir öğrenci evden okula gitmek istemektedir. (Paradoksun yanlış olduğu buradan belli.) Öğrenci okula gitmek için öncelikle yolun yarısını alması gerekir ve bu yarısını alması için bir yarım daha gitmeli tabii ki o yol içinde bir yarım daha gidilmeli ve bu böylece sonsuza kadar sürer, yani bu da bir sonsuz döngüdür, çünkü herhangi bir şeyi sonsuz defa yarıya bölebiliriz. Bu bize gösteriyor ki öğrenci okuluna varamaz ve hareket diye bir şey yoktur. Bu arada Diyojen Zenon’un bu paradoksunu duyduğunda kalkıp gitmiştir. Gayet makul ve mantıklı bir yaklaşım, bence takdire şayan bir cevap. Cevap olarak ise, iki paradokstada sonsuza kadar giden uzunlukların toplamı sonsuza gider ibaresinden dolayı yanlış, aslında sonsuza kadar giden ama uzunlukları azalıyorsa bunların toplamı sonsuz olmak zorunda değildir. Yani bize yüksek matematik lazım. Üçüncü ve son paradoksumuz ok paradoksu. Şimdi bir ok düşünelim ve bunu bir yaydan fırlatalım, okun her anının fotoğrafını çekelim ve çektiğimiz fotoğrafları tekrar inceliyelim ve bunları aynı konumdaki durgun bir ok ile karşılaştıralım ikisinin arasındaki farka bakalım. İşte problem burada Baktığımız zaman Zenon’a göre hiçbir fark yoktur, hatta fotoğrafını çekebiliyorsak zaten durgundur diyor. Ve eğer zaman  bu anların toplamıysa ve her an hareketsiz ise ok nasıl ilerleyebilir? Şöyle ki okun her çekilen fotoğrafta arkası ve önü sabit kalmaz, bir kıpırdanma vardır. İkinci olarak ise bahsettiği zaman kavramı yanlıştır; çünkü hareketsiz hallerine sıfır dersek ve hep sıfırları toplarsak elimizde gene sıfır kalır ve bu düşünceden dolayı zaman kavramı yanlıştır. Ama tüm paradoksların asıl çözülmesi için Kalkülüsün bulunması gerekiyordu. Aslında tamamen kurtulmuş değiliz çünkü bunun birde Kuantum tarafı var.

Kuamtum’da Zeno etkisi

 

         Zeno etkisi adından da anlaşıldığı gibi üstte bahsettiğim Zeno’ya ve onun paradokslarına göndermedir.(Aşil ve ok paradoksu.) Evet, Zenon’un paradoksları zamanı için gayet düşündürücü; fakat matematik eksikliğine dayanıyordu. Şimdi bahsedeceğim konu ise tamamen kanıtlanmıştır.Bu etki kuantum ölçüm zerinedir ve basitçe bir nesnenin durumunu onu tekrar ve tekrar ölçerek durum değiştirmesini engelleyebiliriz temalıdır. Buda bize parçacıkların tünelleme yapmasını engelleme fırsatı verir.(Kuantum tünelleme:Bir parçacığın yeterli enerjisi olmamasına rağmen bir engelin öbür tarafına geçmesidir.) Peki, tam olarak nedir bu Zeno etkisi? Bunu teknik bilgiye girmeden anlatmayı deneyeceğim, bilmeliyiz ki Kuantum dünyası görünür dünyadan çok farklı ve eğlencelidir. Kuantum dünyasında bir radyoaktif atom ışıma yapar ama biz ne zaman yapacağını bilemeyiz. George Sudarshan, ve Baidyanath Mısra ise Journal of Mathematical Physics dergisinin bir makalesinde eğer bir atomu izlersek bozunmaz, donar demişlerdir. Ve bu düşünce 1990’da Colorado NIST’te kanıtlanmıştır. Deneyi kısaca söyleyecek olursam; deney berilyum iyonları üzerinde yapılmıştır. İyonlar 256 milisaniyede birinci durumdan ikinci duruma geçiyor, lazer vuruşu yaparak bu değişimi engellemeye çalıştılar. Önce 128. milisaniye bir kez ve 256. milisaniyede bir kez vurdular. Sonuç olarak ikinci duruma geçen iyon sayısı ancak yarısı oluyor. Başka bir sefer ise 64,128,192.256. milisaniyede bir lazerle vurdular, sonuç ise ikinci duruma geçen iyon sayısı %1 in altında oldu. Yani ölçersek değişimi engelleriz. Bunu bir örnekle açıklarsam, çocukken gece yarısı gizlice televizyon izlemeye çalışırdım ki çalışmışızdır ama bunun gerçekleşmesi için ebeveynlerimizin uyuması gerekirdi. Biz onlar uyuyana kadar bekler ve yattıklarında kalkıp televizyonu izlemeye çalışırdık fakat biz kalkıp açana kadar odalarından ışığın gözükmesiyle daha televizyonu açmadan odamıza dönmemiz bir olurdu; çünkü biliyoruz ki bizi kontrol etmeye gelecekler, bir süre sonra tekrar deneriz fakat gene ışık görülür ve yatağa dönülür biz yine televizyon izleyememiş oluruz  ve bunu tekrar tekrar deneriz her ışık açılmasında da başa yeniden döneriz. İşte bu durum televizyon izlemek istememiz ama her kontrol edilmede en başa dönmemiz bir Zeno efektidir. Bir şeyi kontrol ettiğimizde her şey yeniden başlar.

   

Semih

       Kaynakça

1. Jim Al-Khalili, Paradoks
2. Chad Orzel, Köpeğinize Kuantum Fiziğini Nasıl Öğretirsiniz?
3. https://www.fizikist.com/kuantum-zeno-etkisi-deneysel-olarak-kanitlandi/