Kuantum mekaniğinin en kafa karıştırıcı yönlerinden biri, küçük atom altı parçacıkların dışarıdan bir gözlemci ölçene kadar bir durumu "seçmiyor" gibi görünmesidir. Ölçüm eylemi, ne olabileceğine dair tüm belirsiz olasılıkları kesin, somut bir sonuca dönüştürür. Kuantum mekaniğinin matematiği bu sürecin nasıl işlediğine dair kurallar sunsa da, bu matematik pratikte bunun ne anlama geldiğini tam olarak açıklamaz.
Fikirlerden biri, bilincin — kendi benliğimizin ve çevremiz üzerindeki etkimizin farkındalığı — ölçümde kilit bir rol oynadığı ve onu sadece hayalden gerçekten gerçeğe dönüştüren şeyin evrenle ilgili deneyimlerimiz olduğudur.
Ancak durum buysa, insan bilincinin kuantum mekaniğinin bazı tuhaflıklarını açıklaması mümkün müdür?
Kuantum ölçümü
Kuantum mekaniği, evreni oluşturan atom altı parçacıkların hayvanat bahçesini yöneten kurallardır. Kuantum mekaniği bize temelde deterministik olmayan bir dünyada yaşadığımızı söyler. Başka bir deyişle, en azından küçük parçacıkların dünyası söz konusu olduğunda, bilim insanları deney tasarımlarında ne kadar zeki olurlarsa olsunlar veya deneyin başlangıç koşullarını ne kadar mükemmel bilirlerse bilsinler, herhangi bir deneyin sonucunu kesin olarak tahmin etmek imkansızdır. Bir protona etki eden kuvveti biliyor musunuz? Bundan birkaç saniye sonra nerede olacağı belli değildir; sadece nerede olabileceğine dair bir dizi olasılık vardır.
Neyse ki bu indeterminizm sadece atom altı dünyada ortaya çıkıyor; makroskopik dünyada her şey deterministik fizik yasalarına göre işliyor (ve hayır, bu bölünmenin neden gerçekleştiğinden tam olarak emin değiliz, ama bu başka bir günün sorunu).
Fizikçiler kuantum sistemleri üzerinde bir deney yaptıklarında (örneğin, bir atomdaki elektronun enerji seviyelerini ölçmeye çalıştıklarında), hangi cevabı alacaklarından asla tam olarak emin olamazlar. Bunun yerine, kuantum mekaniği denklemleri bu enerji seviyelerinin olasılıklarını tahmin eder. Ancak bilim insanları deneyi gerçekten gerçekleştirdiklerinde, bu sonuçlardan birini elde ederler ve birdenbire evren yeniden deterministik hale gelir; örneğin bilim insanları elektronun enerji seviyesini bildiklerinde, tam olarak ne yapacağını bilirler, çünkü "dalga fonksiyonu" çöker ve parçacık belirli bir enerji seviyesini seçer.
İndeterminizmden determinizme bu geçiş düpedüz tuhaftır ve fizikte aynı şekilde işleyen başka bir teori yoktur. Ölçüm eylemini bu kadar özel kılan nedir? Evrende her zaman sayısız kuantum etkileşimi gerçekleşir. Peki bu etkileşimler hiç kimse bakmıyorken bile aynı türden bir dönme yaşar mı?
Bilincin rolü
Kopenhag yorumu olarak bilinen kuantum mekaniğinin standart yorumu, tüm bunları görmezden gelmeyi ve sadece sonuç almaya odaklanmayı söyler. Bu görüşe göre, atom altı dünya temelde esrarengizdir ve insanlar neler olup bittiğine dair tutarlı resimler geliştirmeye çalışmamalıdır. Bunun yerine, bilim insanları en azından kuantum mekaniği denklemlerini kullanarak tahminler yapabildikleri için kendilerini şanslı saymalıdır.
Ancak pek çok insan için bu tatmin edici değil. Görünüşe göre ölçüm sürecinde sadece kuantum teorisinde ortaya çıkan inanılmaz derecede özel bir şey var. Bu özellik, ölçümü diğer etkileşimlerle karşılaştırdığınızda daha da çarpıcı hale gelir.
Örneğin, çok uzaklardaki bir gaz bulutunda, yıldızlararası uzayın derinliklerinde, etrafta kimse yok; kimse izlemiyor. Eğer bu gaz bulutu içinde iki atom birbirine çarparsa, bu bir kuantum etkileşimidir, dolayısıyla kuantum mekaniğinin kuralları geçerli olmalıdır. Ancak ortada ne bir "ölçüm" ne de bir sonuç vardır — bu sadece her gün gerçekleşen ve insanlar tarafından gözlemlenmeyen trilyonlarca rastgele etkileşimden biridir. Bu yüzden kuantum mekaniğinin kuralları bize etkileşimin belirsiz kaldığını söyler.
Ancak aynı iki atom bir laboratuarda çarpışırsa, bilim insanları ne olduğunu ölçebilir ve kaydedebilir. Bir ölçüm gerçekleştiği için, kuantum mekaniğinin aynı kuralları bize indeterminizmin tersine dönerek deterministik hale geldiğini söyler — somut bir sonuç yazmamı sağlayan şey budur.
Bu iki durum arasında ne fark var? Her ikisi de diğer atom altı parçacıklarla etkileşime giren atom altı parçacıkları içeriyor. Ve ölçüm sürecinin her adımı bir düzeyde atom altı parçacıkları içerir, bu nedenle sonucun belirsiz olması gerektiğini söyleyen olağan kuantum kurallarından bir kaçış olmamalıdır.
Öncü kuantum fizikçisi Eugene Wigner (yeni sekmede açılır) gibi bazı teorisyenler, bu iki senaryo arasındaki tek farkın birinin bilinçli, düşünen bir gözlemci içermesi, diğerinin ise içermemesi olduğuna işaret etmektedir. Dolayısıyla, kuantum mekaniğinde "çöküş" olarak adlandırılan şey (belirsiz olasılıklardan somut bir sonuca geçiş) bilince dayanır.
Evrenin rüyaları
Bilinç insanlar için çok önemli olduğundan, bu konuda özel bir şeyler olduğunu düşünme eğilimindeyiz. Ne de olsa hayvanlar evrende yaşadığı bilinen tek bilinçli varlıklardır. Kuantum mekaniğinin kurallarını yorumlamanın bir yolu da yukarıdaki mantığı en uç noktasına kadar takip etmektir: Ölçüm dediğimiz şey, aslında sıradan atom altı etkileşimler zincirine bilinçli bir ajanın müdahalesidir.
Bu düşünce tarzı, bilincin evrendeki diğer tüm fizikten farklı olmasını gerektirir. Aksi takdirde, bilim insanları bilincin kendisinin çeşitli atom altı etkileşimlerin toplamından ibaret olduğunu iddia edebilirler (ve ediyorlar). Eğer durum buysa, ölçüm zincirinde bir son nokta yoktur. Ve eğer öyleyse, o zaman bilim insanlarının laboratuvarda yaptıkları şey, rastgele gaz bulutlarında olanlardan gerçekten farklı değildir.
Tam olarak fiziksel bir teori olmasa da, maddi evrenden farklı ve ayrı bir bilinç kavramı felsefe ve teolojide uzun bir geleneğe sahiptir.
Bununla birlikte, birileri bu bilinç kavramını fiziksel yasaların geri kalanından ayrı olarak bilimsel bir deneyde test etmenin bir yolunu bulana kadar, felsefe ve spekülasyon alanında kalmak zorunda kalacaktır.
Bu, kuantum mekaniğinin potansiyel yorumlarını açıklayan ve devam etmekte olan bir serinin parçasıdır.
