Vikipedi

Bohr-Einstein tartışmaları: Revizyonlar arasındaki fark

Etkileşimli olarak geçmişe göz at
[kontrol edilmemiş revizyon][kontrol edilmemiş revizyon]
← Önceki sürümle aradaki farkSonraki sürümle aradaki fark →
İçerik silindi İçerik eklendi
GörselVikimetin
Nebra (mesaj | katkılar)
Devriyeler
35.608 değişiklik
Değişiklik özeti yok
Peykbot (mesaj | katkılar)
Botlar
463.024 değişiklik
k düzen. file→dosya
1. satır:
[[Image:Niels Bohr Albert Einstein by Ehrenfest.jpg|thumb|[[Niels Bohr]], [[Albert Einstein]] ile birlikte [[Paul Ehrenfest]]'in Leiden'deki Evinde (Aralık 1925)]]
 
'''Bohr–Einstein tartışmaları''', [[kuantum mekaniği]] hakkında [[Albert Einstein]] ile [[Niels Bohr]] arasında süregelen münakaşalardır. Tartışmaları, kuantum fiziğine olan katkılarına ek olarak [[bilim felsefesi]]ne de katkı sağladığı için günümüzde hala önemini korumaktadır. Bu tartışmalar hakkında yapılan ilk kapsamlı çalışma Bohr tarafından yayımlanan "Einstein ile Atom Fiziği'ndeki Epistemolojik Problemler Üzerine Sohbetler" kitabıyla yapıldı. <ref name='Bohr1949'>{{cite web | url = http://www.marxists.org/reference/subject/philosophy/works/dk/bohr.htm | title = Discussions with Einstein on Epistemological Problems in Atomic Physics | accessdate = 2010-08-30 | last = Bohr N | work = [http://www.marxists.org/reference/subject/philosophy/index.htm The Value of Knowledge: A Miniature Library of Philosophy] | publisher = [[Marxists Internet Archive]]}} From Albert Einstein: Philosopher-Scientist (1949), publ. Cambridge University Press, 1949. Niels Bohr's report of conversations with Einstein.</ref> Einstein ile Bohr arasındaki düşünce farklılığı büyüktü ancak ortak görüşleri ve dostluklarını yaşamlarının sonuna kadar sürdürdüler.<ref name='González'>{{cite web | url = http://dipc.ehu.es/digitalak/orriak/english/quantumdilema.html | title = Albert Einstein | accessdate = 2010-08-30 | author = González AM | publisher = Donostia International Physics Center}}</ref>
 
Bu tartışmalar yirminci yüzyılın ilk yarısında bilimsel araştırma yöntemleri konusunda yapılan en kapsamlı çalışmalardan biri olma özelliğini taşıdı çünkü yirminci yüzyılın ilk yarısında [[kuantum mekaniği]] bir dal olarak ortaya çıkmamış ve insanların atom fiziğinin ilerlediği yerler hakkında bilinci yeteri kadar gelişmemişti... Yıllar sonra çoğu fizikçi tarafından kuantum fiziğinin yapısı hakkında yapılan bu ilk tartışmada Niels Bohr'un haklı olduğu düşünüldü ve sonrasında da birçok güçlü kanıt Bohrn'un bakış açısının, kuantum mekaniğinde temel yapı taşı olmasını sağladı.
13. satır:
1920lere gelindiğinde atom çekirdeği hakkında yapılan birçok araştırma ve deney, Einstein ve Bohr'un fikirleri etrafında şekillenen bir kuantum devrimine yol açtı. Devrimi başlatan ilk şok [[Werner Heisenberg]]'ın çıkardığı bir makaledeki uzay zaman denklemlerinde Newton'dan beri değişmeyen ve "gerçeklik" olarak bahsedilen yapıtaşlarını çıkartmasıyla var oldu. Sonraki dalga da 1926'da [[Max Born]]'un yaptığı araştırmalar sonrası, Atom altı çalışmalara inildiğinde matematikteki olasılık teorisiyle orantılı sonuçlar bulduğunu tespit etmesi ile geldi.
 
Einstein, deneylerin bu şekilde yorumlanmaması gerektiğini düşündü ve bu düşünceyi reddettiğiini söyledi. [[Max Born]]'a attığı bir mektupta Einstein, "Hiçbir zaman, hiçbir koşulda, beni onun (tanrının) zar attığına ikna edemezsiniz." diye yazdı. <ref>{{Harv|Einstein|1969}}. A reprint of this book was published by Edition Erbrich in 1982, ISBN 3-88682-005-X</ref>
 
[[Solvay Konferansı|1927 yılında yapılan Beşinci Solvay Konferansı]] Heisenberg ve Bohr, yeni bir çağın başladığı sonucuna vardıklarını söylediler, bu koşullar kuantum mekaniğinin temellerini atacağını ve artık pek değişmeyeceği sonucuna vardıklarını belirttiler. Bu konuşma duyulduğu anda zaten bu düşünce biçimine eleştirel bir şekilde bakan Einstein, dehşet içinde kalır. Ona göre bu işi yalnızca olasılık ile yorumlayıp üstünü kapatmak yanlıştır ve kuantum maddelerinin özelliklerinin daha iyi incelenmesi gerekir.<ref name="Bolles"/>
26. satır:
[[Image:Ebohr1 IP.svg|thumb|300px|'''Figür A.''' Tek renkli bir ışık(bütün parçacıkların ortak itme ile atıldığını gösteriyor) S2'de çift yarıktan geçerek iki ana parçaya kırılıyor, Bu da F yüzeyinde normalde iki ana ışık görüntüsü yaratması beklenirken parçalı bir ışık görüntüsü yaratıyor. Bu durumu yorumlayan Einstein'e göre, ışık, iki ana görüntü yaratması gereken dalgaları çift yarıktan geçen fotonlar, dalgalanın yönlerini bozmadan görüntüyü çıkarmıştır.( Detaylı bilgi için bakınız [[Young deneyi]]) ]]
[[Image:Ebohr stationary.GIF|thumb|Einstein's slit.]]
 
 
''S''<sub>2</sub>'de bulunan iki yarıktan geçen ışık, ışığın bir dalga gibi davranıyor olmasıyla açıklanabilmekte. Aslında, bu [[süperpozisyon]] durumu kesin bir şekilde ışığın dalga ve parçacık ikililiğive interfazını gösteriyor. Bu durum gelecekte yorumlandığında, parçacığa sanki "yol gösteren" bir dalga olduğu yorumlaması yapılmıştır(bu da ışığın yalnızca dalga gibi davrandığını geçersiz kılıyor). Çift yarıktan geçen "[[Işığın Tanecik Kuramı|Tanecik]]" ''S''<sub>2</sub>deki işlemden geçtikten sonra dalganın yönün değiştiriyor olmalı, ancak tanecik kuramı iki kırınımdan oluşacak ve o dönemki bilimsel bilgi olan iki konsantre nokta oluşmasını öngörür ve bu yüzden bu da tek başına açıklayamaz.
 
Bu durumdan sonra Einstein, tartışmaları süren ikinci aşamayı öne sürer: klasik fizikle uyumlu olmayan pek çok parçacığın(pratikte) ''S''<sub>1</sub>'e dik olan bir hızı vardır. Işığın, yarık ile yaptığı tek etkileşimin yayılım olduğu göz önünde bulundurulduğunda, sistemdeki tüm itmelerin toplamının korunduğunduğu belirten [[Korunum yasası| İtmenin korunumu]] kavramına göre eğer bir parçacık bir yöne doğru sapmış ise, ters yöne doğru bir tepme olacaktır. Gerçek durumlarda ışığın çarptığı levha etkilenmeden kalmalıdır. Ancak [[Çift yarık deneyi]] örneğindeki prensipte, levha çok küçük miktarda sarsıntılar geçirir. Bu durum da bir yönde hareket eden parçacığın itmesini ölçmeyi sağlayabilir. Bu geri tepmelerden dolayı, iki ana görüntü oluşmaz; bunun aksine geri tepmelerin yönlerine bağlı olarak değişen girişim desenleri görülür.
 
Bohr'un, Einstein tarafından yapılan bu iddialara verdiği yanıt için Figür C'deki deney düzlemini yarattı. Bohr deney sonucunda farkına vardı ki levhada var olan titreme, Einstein'ın düşüncelerindeki temel varsayım olan fotonu kanıtlıyordu. Ancak bu tespit bize parçacıkların hızını tam olarak belirlememize yine imkan tanımıyordu. Bununla birlikte, Bohr daha net tespitler yapmayı amaçlayan yeni levhalar ile deneyi tekrarladı ancak X yönünde yapılan bir hareketin hızını ve konumunu aynı anda tespit etmeyi başaramadı. Daha deney başlamadan levha mutlaka bir şekilde oluşan dış kuvvetlerin etkisiyle hareket halinde oluyordu ve bu da deneylerden net bir yargı çıkarmayı engelliyordu. Olması gereken deney düzleminde S<sub>1</sub> üzerindeki tüm olası konum vektörlerinin ortalaması alınmalı ve bu konum vektörü bize''F'' levhasının orta noktasını verecektir. Ancak bu ortalama hesaplamlara göre aynı zamanda F levhasında var olan ortalama rengin de gri olması beklenir(bu ortalama yöntemi dire dalgalarda iş yaramaktadır). Bir kere daha çift yarıktaki kırınımları yalnızca dalga sistemi ile yorumlamak işe yaramamıştır.
 
[[FileDosya:Ebohr spring.gif|thumb|'''Figür C.''' Einstein'ın teklifinin doğru olup olmadığını görmek üzere Bohr tarafından inşa edilen deney düzlemi. Bu düzlemdeki levhanın hareket etmesine izin verilmiştir ve çarpan ışıkların etkisi gözlemlenmeye çalışılmıştır.]]
Kuantum mekaniğindeki bu fenomenleri anlayabilmek için Bohr, farkına vardığı bir durumdan bahseder: "Şu bir gerçek ki, ölçme aletlerinden çıkarılan sonuçlara aykırı hareket eden bu cisimler, eski yöntemlerle incelenemez ve yeni yöntemler de derinlemesine araştırılmalıdır. Bu yapıların oluşturulması kuantum mekaniğinin biçimlenmesi için ön şarttır. Bunun esaslarından biri de bütün deney sonuçlarının ve cihazın etkilerinin de sisteme dahil edilmesidir. Bunlarla birlikte deney düzlemine ayna gibi yeni cihazlar eklemek, "parçacığın" yeni davranışlarıyla tanışmamızı sağlayabilir..."{{citation needed|date=March 2014}} ,Hatta Bohr, bu belirsizlikleri çözüme kavuşturmak için duruma daha uzaktan, makroskopik boyutlardan, bakmayı bile önerir:
 
:''Özellikle, şu açıkça belirtilmelidir ki... Uzay-zaman kavramlarında atomik fenomenin kesin bir biçimde kullanımı, gözlemlerin vereceği sonuçlar doğrultusunda sınırlandırılmalıdır. Bu gözlemler fotoğrafik lens, ya da karanlık bir odada damla su yardımıyla gelen ışığı büyütmek ile olabilir.''<ref>https://books.google.com.tr/books?id=RjNPK2C_Bd8C&pg=PA130&lpg=PA130&dq=In+particular,+it+must+be+very+clear+that...the+unambiguous+use+of+spatiotemporal+concepts+in+the+description+of+atomic+phenomena+must+be+limited+to+the+registration+of+observations+which+refer+to+images+on+a+photographic+lens+or+to+analogous+practically+irreversible+effects+of+amplification+such+as+the+formation+of+a+drop+of+water+around+an+ion+in+a+dark+room.&source=bl&ots=ulY8n707kV&sig=wy5EKQ_0x18d-46FEOewms51oDg&hl=en&sa=X&ei=70CgVM-TG4vNygOH94CoCw&ved=0CCMQ6AEwAQ#v=onepage&q=In%20particular%2C%20it%20must%20be%20very%20clear%20that...the%20unambiguous%20use%20of%20spatiotemporal%20concepts%20in%20the%20description%20of%20atomic%20phenomena%20must%20be%20limited%20to%20the%20registration%20of%20observations%20which%20refer%20to%20images%20on%20a%20photographic%20lens%20or%20to%20analogous%20practically%20irreversible%20effects%20of%20amplification%20such%20as%20the%20formation%20of%20a%20drop%20of%20water%20around%20an%20ion%20in%20a%20dark%20room.&f=false</ref>
 
Bohr, yaptığı çalışmalar sonucunda Einstein'ın önerdiği ve belirsizlik ilkesini kıracak bir deney aleti oluşturulamayacığı görüşünü belirtti. Einstein'e göre kuantum mekaniğini şekillendiren rastgeleliğin arkasında bir yasa ya da teori var olmalıydı. Öteki taraftan, sürekli olarak gerçekliğin mikroskobik hallerini gösterebilmek için yalnızca yakınlaştırmanın yeteceğini düşünüyordu. Bohr'a göre molekülelri klasik optik yakınlaştırma yöntemleri ilerlediğinde gözlemlenilebilecekti. Bu düşünce biçimi sonraları [[kuantum fiziğinde ölçüm sorunu]] olarak adlandırılacaktı.
 
Yakın zamanlarda Bohr'un bu fikrinin gerçekleşip gerçekleşmeyeceğini ölçmek amacıyla bir deney uygulandı. Deney serbest halde ve moleküler düzeyde yaratılan bir çift yarık deneyiydi. Deney sonuçları, sanılanın aksine Einstein'ın çift yarık deneyi hakkındaki açıklama yönteminin daha tutarlı olduğunu gösterdi. Atomik seviyelerde bile çift yarık sistemindeki momentum korunmuştu.<ref>Momentum Transfer to a Free Floating Double Slit: Realization of a Thought Experiment from the Einstein-Bohr Debates, L. Ph. H. Schmidt et al. Physical Review Letters Week ending 2013</ref><ref> Eğer gelecekte Einstein'in görüşünü destekleyen başka deney sonuçları gerçekleşirse, yani bir parçacığın orbitalin her yerinde olabilme ihtimali varsa, bu Bohr'un atom teorisi hakkındaki görüşü olan [[Kopenhag yorumu]] önem kaybedebilir, bu durumda da bir başka kuantum mekaniği yorumu olan [[Pilot dalga kuramı|De Broglie dalga kuramı]] önem kazanacaktır. If more experiments begin to confirm this view &ndash; that a particle is in fact equally present (so, in a way, spread) in all the points of an orbital and that all such points indeed interact with the environment &ndash; it could possibly undermine the [[Kopenhay yorumu]] and favour the [[De Broglie-Bohm theory]], which has assumed such spread of properties (e.g. mass, charge). A deterministic theory (through a kind of guiding towards the probability centre) could possibly explain better and more universally than a fully indeterministic one how can a particle (i.e. a common wavefunction for a continuum of points) remain coherent in time.</ref>
 
===Belirsizlik İlkesi'nin Enerji ve Zamana Uyarlanması===
Satır 48 ⟶ 47:
Tam anlamıyla tek renkli bir dalganın (harmoni oluşturmayan sadece tek bir müzik notası gibi) matematiksel anlamda sonsuz sayıda uzaysal boyutu vardır. Bu tür bir tek bir dalgayı elde edebilmek için (aynı zamanda [[dalga paketi]] de denir), farklı frekanslardaki sürekli yayılan birkaç dalgayı üst üste bindirmek gerekir.
 
Ancak bu durum yalnızca belirli bir anlık var olabilir. Bu durum sonucunda da zaman içinde hareket eden uzaysal bir bölge yaratılmış olur. Bahsedilen uzayda oluşmuş olan durum düzenli bir şekilde dağıtılırsa [[Süperpozisyon |Süperpozisyon]] yaratılabilir. Bununla birlikte, birçok farklı matematiksel teoreme göre, bu yaratılmış bölgeden uzaklaştıkça üst üste girişen [[Faz (dalga)|Faz]]larda ayrışma olur. Sıfırdan farklı bir genliğe sahip dalgaların uzaysal yapıları da bundan dolayı sınırlıdır, uzaktan bakıldığında uzaysal durum geçerli olmaz... Bunu gözünüzde canlandırmanın basit bir yolu şu şekilde yapılabilir: eğer dalgada <math> \Delta x </math> kadar bir uzaysal genişleme gerçekleşmişse(buradan v dalganın hızı olmak şartıyla şu sonuç çıkartılabilir <math> \Delta t = \Delta x/v </math>) bile bu dalganın belirli bölgelerinde tek renkli ve birbirlerini kapsaycak frekanslara sahip , t süre içinde <math> \Delta \nu </math> yer kaplayabilir. Bu durum da aşağıdaki ilişkiyi tutarlı kılar:
: <math> \Delta \nu \ge \frac{1}{\Delta t}. </math>
 
 
Evrensel Plank ilişki prensibini göz önünde bulunduracak olursak, frekans ve enerji doğru orantılıdır:
 
: <math> E = h\nu \,</math>
 
 
Bu da bizlere doğruca aşağıdaki eşitsizliği getirir. Parçacığın yarattığı bir dalganın henüz tam anlamıyla tanımlanamamış olan enerjisi (Çünkü çok fazla frekans süperpozisyona girmiş olabilir.):
Satır 82 ⟶ 79:
 
"Bohr'un zaferi", Einstein'ın düşünce deneylerinin bu tartışmayı sonlandıracak ürünler olmadığını söylüyordu. Bohr, savunmasını yaparken Einstein'ın oluşturduğu yer çekimsel kütle ve iç kütle kavramlarını kullanmıştı. Bohr, Einstein'ın kutu deneyinin işe yarar olabilmesi için, kutunun bir yer çekimi alanında asılı olması gerektiğini gösterdi. Kutu açıldıktan sonra bir foton kutuyu terk etse bile, ortam ile bağlantı oluştuğu için birçok foton kutuya girecek ve yer çekimsel alan değişecekti. Fotonun kutudan çıkması kutuyu hareket ettirecekti. Kutunun kütlesini ölçmek için kutuyu eski konumuna geri getirmek gerekiyordu ve bunun için dışarıdan bir kuvvet, enerji gerekecekti. Bu kuvvet uygulandığında bu içerideki sistemin enerjisini değiştirecek değişen enerjiyi dengelemeye çalışan sistem foton alışverişine girişecek ve bu da yine konumu değiştirecek. Bu döngüden dolayı Enerji ve zaman arasındaki belirsizliği devam edeceğini, bundan dolayı da Bohr, <math> \Delta E \Delta t \ge h </math> eşitliğinin sağlanamayacağını söyler.
 
 
==Kuantum Devrimi Sonrası: İkinci Aşama==
 
Einstein'ın Bohr ile münakaşasına ve kendisine yapılan "ortadoks" suçlamalarına olan karşılığının ikinci fazı, Einstein'ın, kuantum parçacıklarının net bir ana dair değerlerini kesin olarak elde edilemeyeceğini kabul etmesiyle başladı. Ancak Einstein hala [[Max Born|Max Born]] yaklaşımı olan kuantum nesnelerine olasılık yöntemi ile bir yorumlama getirilmesine şiddetle karşı çıkmaktaydı. Einstein bilimin her alanındaki sonuçların [[Epistemoloji|Epistemolojik]]k olması gerektiği ve [[Ontolojik]] olamayacağı konusunda ısrarlıydı. Bundan dolayı Einstein'a göre Modern Atom Teorisi kesinlikle henüz tamamlanmamıştı ve yeni bir bilimsel tespit sonucunda olasılık ile açıklanan boşluklar doldurulacaktı. Einstein, diğer fizikçi ve kimyacı arkadaşlarının karşı çıkan görüşlerine saygı duyuyor ve kuantum nesnelerini açıklamaya çalışan kurama büyük ölçüde katılıyordu. Yalnızca Einstein'a göre Atom Teorisi "Hikayenin tamamı"nı söylemiyordu.
 
Einstein'ın düşünceleri, birçok araştırmacıyı [[Gizli Değişkenler Kuramı]]'nı araştırmaya yöneltebilirdi. Bu teorilere önemli bir örnek, kuantum yapısını pozisyonunu kesin olarak tespit etmeyi amaçlayan [[Pilot dalga kuramı|Bohm'um Kuantum Yaklaşımı]]'dır. Einstein'a göre eğer kuantum kuramı bu haliyle "tamamlanmış" ise, bu tanımlama [[Fizikte Yerellik Prensibi|yerel]] olarak tanımlanamazdı. Hatta bu durumu [[John Stewart Bell]], 1964 yılında [[Bell Eşitsizliği]] adı altında formülize etti. ▼
 
▲Einstein'ın düşünceleri, birçok araştırmacıyı [[Gizli Değişkenler Kuramı]]'nı araştırmaya yöneltebilirdi. Bu teorilere önemli bir örnek, kuantum yapısını pozisyonunu kesin olarak tespit etmeyi amaçlayan [[Pilot dalga kuramı|Bohm'um Kuantum Yaklaşımı]]'dır. Einstein'a göre eğer kuantum kuramı bu haliyle "tamamlanmış" ise, bu tanımlama [[Fizikte Yerellik Prensibi|yerel]] olarak tanımlanamazdı. Hatta bu durumu [[John Stewart Bell]], 1964 yılında [[Bell Eşitsizliği]] adı altında formülize etti.
 
==EPR Hakkındaki Tartışmalar===
Satır 100 ⟶ 95:
 
1) ''t'' zamanında uzayda A ve B noktalarında konumlanmış iki fotondan oluşan bir sistem hayal edin. polarizasyon methodları olan <math> \left|\Psi\right\rang </math> ile dolaştıklarını da düşünelim. Öyleyse:
 
 
:<math> \left|\Psi,t\right\rang = \frac1{\sqrt{2}}\left|1,V\right\rang \left|2,V\right\rang + \frac1{\sqrt{2}}\left|1,H\right\rang \left|2,H\right\rang. </math>
Satır 114 ⟶ 108:
5) ''t'' zamanında, ''A''daki gözlemci fotonun polarizasyonunu 45°ye taşıyabilir. Bu takdirde<net bir sonuç elde edecektir. Buna göre gözlemcinin ''2''nin plarizasyonuna bakabilmesi için yapması gereken tek şey 45°de polarizasyon yapmasıdır. Buna alternatif olarak, eğer ölçüm başarısız olursa, fotonun 45°de değil de 135°de polarize olmuş olduğu söylenebilir. Bu durumları 4 numaralı sonuç ile birleştirince, ölçümden önceki foton ''2'', 45° veya 135°'da polarizasyon kesin bir biçimde şekillenebilir ancak bu iki farklı konumdaki özellikleri birbirine uyumlu olmayacaktır.
 
6) Doğal gözlemler bizleri foton ''2'''nin aynı anda iki farklı ve birbiri ile uyumsuz özellikleri sonucuna götürse de, fotonun iki ayrı özelliğini aynı anda elde edemesek bile, yukarıda anlatılan adımlardaki ölçümleri yok saymamak gerekir. Ancak Kopenhag Yorumu'nun önerdiği Kuantum Mekaniği bu ölçümleri reddetmekte ve rastlantısal olduğunu önermektedirler. Bundan dolayı önerilen modern atom teorisi eksiktir ve tamamlanmamıştır.
 
===Bohr'un Cevabı===
Satır 141 ⟶ 135:
 
{{DEFAULTSORT:Bohr-Einstein Debates}}
[[CategoryKategori:Kuantum Mekaniği]]
[[CategoryKategori:Albert Einstein]]
[[CategoryKategori:Fizik Felsefesi]]
[[CategoryKategori:Fizik Tarihi]]
[[CategoryKategori:Niels Bohr]]
"https://tr.wikipedia.org/wiki/Bohr-Einstein_tartışmaları" sayfasından alınmıştır