Kural değişmez, bilim hep kazanır

1858’de bir hukuk profesörünün altıncı çocuğu olarak Kiel kentinde doğan Max Planck, lisede fizik bilimiyle tanıştı. Zamanın ünlü profesörlerinden Philipp von Jolly “Bu sahada neredeyse her şey çoktan keşfedildi, sadece birkaç boşluğun doldurulması kaldı!” diyerek onu üniversitede fizik okumaktan vazgeçirmeye çalıştıysa da Planck “Ben yeni bir şey keşfetmek istemiyorum, sadece bilinenleri anlamak istiyorum” diyerek hayat yolunu çizdi. Jolly’nin ömrü, bildiği neredeyse her şeyin yanlış olduğunun Planck ve takipçileri tarafından ortaya çıkarılışını görmeye yetmeyecekti. Planck kendini teorik fiziğe adadı. Berlin Üniversitesi’nde verdiği (altı yarı yıllık!) ders dizisi, bir öğrencinin anılarında şöyle anlatılıyor: “Hiçbir kağıda bakmadan, asla hata yapmadan, asla duraksamadan; dinlediğim en iyi hoca... Her zaman dersi ayakta dinleyenler olurdu. Sınıf iyi ısıtıldığı ve oldukça sıkışık olduğu için zaman zaman dinleyenlerin bazıları bayılıp yere düşerdi ama bu dersin akışını bozmazdı.” Planck, Avusturyalı fizikçi Ludwig Boltzmann’ın “istatistiksel mekanik” fikrini beğenmiyordu. Anlaşmazlıkları maddenin doğasıyla ilgili temel bir soruya dayanıyordu. Su gibi akışkanlar da dahil olmak üzere her tür madde hiçbir şekilde keserek daha küçüğünü elde edemeyeceğiniz temel birimlerden mi oluşmuştur? Yoksa böyle bir “en küçük yapı taşı” yok mudur, yani ben size ne kadar küçük bir ağırlık söylersem söyleyeyim (mesela, “bir miligramın katrilyonda biri” filan bile desem) bir bardak suyun bir kısmını döküp bardakta tam o dediğim miktarda su bırakabilir misiniz? Böyle hassas deneyleri yapmaları mümkün olmadığından alimler binlerce yıldır bu bilmecenin çözümü üzerinde bir uzlaşmaya varamamışlardı. Planck da teorisini maddenin bölünmez birimlerden oluştuğu varsayımına dayandıran Boltzmann’ın ikna edemediklerindendi. Planck 19. yüzyıl’ın sonlarını gayet pratik bir amaçları olan, elektrikten ışık üretiminde rakiplerini geçmek isteyen Alman şirketleri için zor bir teorik problemle uğraşarak geçirdi. Bir cismin sıcaklığıyla bu sıcaklıktan ötürü yaydığı ışığın rengi ve şiddeti arasındaki ilişkiyi açıklayan bir formül arıyor ve bir türlü bulamıyordu. Sene 1900. Planck peşinde olduğu çözümü elde etmek için doğayla ilgili anlayışına ters düşen bir varsayım yapmak zorunda olduğunu fark etti. Kendi deyimiyle bir “çaresizlik” anında hesabın tutması için (o zamana dek reddettiği) Boltzmann modelini esas alan bir çatı kurdu. Ortaya çıkan denklem sıcaklık ışımasının gerçek değerlerini şahane şekilde açıklıyordu ama “çalışması” için enerjinin binlerce yıldır herkesin sandığı gibi “sürekli” (yani alabildiğine küçük dilimlere bölünebilir) değil, “parçalı” (yani sadece – Boltzmann ekibinin madde için öteden beri savunduğu gibi – daha küçüğü elde edilemeyen “paket”ler halinde) olduğunun kabul edilmesi gerekiyordu. Planck hiç istemeden keşfettiği bu küçük enerji parçalarına “kuantum” adını koydu. Bu “bitti” sanılan fiziğin tepetaklak olduğu bir yüzyılın başlangıç vuruşuydu. Kuantum fiziği, her aşamasında kaşiflerine “yok artık” dedirten, öncülerinden (bu hafta sonu 142’nci doğum gününü kutladığımız) Einstein’ın bile bir türlü içine sindiremediği birbirinden tuhaf buluşlarla ilerledi. (Temel denklemi bambaşka tarihi olayların yaşandığı alternatif dünyaları da içeren sayısız paralel evrendeki sayısız kopyanızdan birisi olduğunuzu ima ediyor mesela.) Bilimin dedikleri sağduyumuza ne kadar aykırı gelse de Planck’ın izinden gidip doğanın bizim istediğimiz gibi değil, kendi kurallarına göre davranacağını kabul etmemiz gerek. Biz mühendisler öyle yaptık: Bilgisayarlarımızda kullanılan birçok bileşen tümüyle kuantum anlayışı sayesinde icat edilebildi. Artık bilgisayarın kalbindeki 0 ve 1’leri de bu tuhaf kuantum özelliklerine sahip nesnelerden inşa edip birçok işlemde mevcut modellerin pabucunu dama atmak peşindeyiz. Boğaziçi’nden öğrencim Abuzer Yakaryılmaz’la kanıtladığımız bir sonuç, kimi sağlam varsayımlarla, günümüzün kuantum bilgisayarlarının kısa sürede yapabildiği bir işi hiçbir klasik bilgisayarın o hızda yapamayacağının ispatında kullanılan adımlardan biri. Planck son yıllarında gençliğinde dünyanın en iyi eğitim kurumları olan Alman üniversitelerinin kolunun kanadının Hitler’in “en küçüğüne varana kadar her kurumu, hayatın her yönünü Nazileştirme” politikası çerçevesinde kırılmasına şahit oldu. Ülkelerinin bu zenginliğini heba edenler sonunda tarihin çöplüğünü boyladılar, o üniversiteler de tekrar ayağa kalktı, o ayrı. Bilim her zaman kazanır tabii.