Bilimsel kuramların başarısı, açıklama, tahmin etme ve gözlem olanakları sağlamasına bağlıdır. Kuramların başarısının önemli bir kısmını oluşturan kuramsal terimler, deneysel veri yığınını düzenleyerek açıklamanın olanaklarını sunar. Fakat kuramsal terimler gözlemlenebilir olmadığı için deneyselcilik ile uzlaşamaz. Bilimsel gerçekçilik, dünyanın doğru resmini sunduğunu iddia ederken karşıt gerçekçiler, bu gözlemi mümkün olmayan alanda bilimin deneyden bağımsız kurgular içerdiğini ima eder. Fakat kuramsal terimler, olgusal içerikler ile açıklanabilir işlemsel tanımlara sahiptir ve tüm süreç matematik hesaplamalarla denetlenmektedir. Öte yandan kuramsal terimlerin gözlem sorununu aşmak için doğruluk yerine sunulan deneysel yeterlilik, gözlemin standardını belirleyememektedir. Belirlenemezcilik olarak anlaşılan ve araçsalcılığa destek sunduğu düşünülen kuantum fiziği de gözlem sorunu içerisinde sorunsaldır ve bilimsel gerçekçiliğe karşı olduğunu düşünmek için yeterli veri sunmamaktadır.
Bilimsel kuramların başarısı, açıklama, tahmin etme ve gözlem olanakları sağlamasına bağlıdır. Kuramların başarısının önemli bir kısmını oluşturan kuramsal terimler, deneysel veri yığınını düzenleyerek açıklamanın olanaklarını sunar. Fakat kuramsal terimler gözlemlenebilir olmadığı için deneyselcilik ile uzlaşamaz. Bilimsel gerçekçilik, dünyanın doğru resmini sunduğunu iddia ederken karşıt gerçekçiler, bu gözlemi mümkün olmayan alanda bilimin deneyden bağımsız kurgular içerdiğini ima eder. Fakat kuramsal terimler, olgusal içerikler ile açıklanabilir işlemsel tanımlara sahiptir ve tüm süreç matematik hesaplamalarla denetlenmektedir. Öte yandan kuramsal terimlerin gözlem sorununu aşmak için doğruluk yerine sunulan deneysel yeterlilik, gözlemin standardını belirleyememektedir. Belirlenemezcilik olarak anlaşılan ve araçsalcılığa destek sunduğu düşünülen kuantum fiziği de gözlem sorunu içerisinde sorunsaldır ve bilimsel gerçekçiliğe karşı olduğunu düşünmek için yeterli veri sunmamaktadır.
Newton fiziğinde köklü bir yere sahip olan nedensellik ilkesi, maddenin parçacıklı yapısının keşfinden sonra gelişen kuantum fiziğinde ortaya çıkan süreksizlik, belirsizlik, dalga fonksiyonunun çöküşü gibi bulgularla ciddi şekilde sorgulanır ve hatta reddedilir hale gelmiştir. Nitekim kuantumun Kopenhagcı yorumu, makro düzeyde istatistiksel bir nedensellikten söz edebilsek bile, mikro düzeyde doğaya içkin bir nedenselliğin bulunmadığını savunmuştur. Buna karşın Einstein ve onu izleyen kimi fizikçiler, kuantum teorinin eksik olabileceğini veya farklı yorumlanabileceğini, bu yüzden doğaya içkin nedenselliğin reddi konusunda aceleci davranmamak gerektiğini savunmuşlardır. Onlara göre, belki de mikro düzeyde nedenselliğin aleyhine gibi görünen durumlar, ontolojik değil epistemolojik kaynaklıdır; bundan emin olmak gerekir. Bu iddia aslında sorunu felsefi bir bağlama taşımakta, ontolojik ve epistemolojik olan arasında bir ayrım yaparak, epistemik gerekçelerle ontolojik nedenselliğin reddinin sorunlu olabileceğini ima etmektedir. Ancak süreç içerisinde Kopenhagcıların, kuantum düzeyinde, ontolojik bir ilke olarak nedenselliğin işlemediği düşüncesi fizikçilerin çoğunluğunu ikna etmiş ve doğaya içkin bir nedenselliğin bulunmadığı düşüncesi genel kabul görmüştür. Fakat süreç içerisinde Einstein’ı takip ederek bu düşünceye karşı çıkan fizikçiler de yetişmiştir. İşte bu çalışmanın amacı, kuantum fiziğinin Kopenhag yorumuna karşı Einstein ile başlayan ve doğaya içkin nedenselliğin bulunduğu iddiasını dillendiren yaklaşımın geldiği noktayı, Einstein sonrası çalışmalar ve yorumlar ışığında ortaya koymaktır. Böylelikle aslında, doğaya içkin bir nedenselliğin bulunup bulunmadığı konusundaki tartışmaların tümüyle sonlanmadığını, bu konuda hala felsefi ve bilimsel düzlemde lehte ve aleyhte pek çok argümanın geliştirildiğini göstermeyi umuyoruz.
İnsanlar, İlk Çağlardan bugüne doğayı tanımaya ve tanımlamaya çalışarak evrendeki varlıklarını anlamlandırmaya çalışmışlardır. Bu bağlamda da gerçeğin bilgisine ulaşabilmek için gözlenebilir nesneler ya da kavramlar ve gözlemlenemeyen nesneler ya da kavramlar ayrımları üzerinden dış dünyayı ele almaya çalışmılardır. Realizmin temsilcileri, insandan bağımsız bir dış gerçekliğin bulunduğunu ve insanların bu zihinden bağımsız dünyanın gerçek bilgisine ulaşabileceklerini savunmaktadır. Realistlere göre elektron, foton gibi teorik terimler, dış dünyadaki masa kadar gerçek bir nesnedir. Fakat Anti-Realistler ise teorik terimlerin nesnel bir gerçekliğe tekabül etmediklerini bu nedenle de teorik terimlerin sadece bilim insanlarının işini kolaylaştırmada bir araç olduğunu savunmuşlardır. Klasik fizik anlayışına göre evren, belirlenimci, determinist ve saat gibi işlemekedir. Klasik fizik perspektifine göre evrendeki her şey net olarak bilinebilir ve deney sonucunda eksik bir bilgi ortaya çıktığında ise bu durumun sadece insanın bilgisizliğinden kaynaklanmaktadır. Fakat Kuantum fiziği, mikro dünya nesneleri üzerinden yaptığı araştırma sonucunda evrenin tam olarak Klasik fiziğin tasvir ettiği gibi olmadığını belirterek doğaya içkin olan bir indeterminist anlayış geliştirmiştir. Bu tez, Kuantum fiziği bağlamında Realizm – Antirealizm tartışmalarını ele alarak Kuantum fiziğinde ölçüm ve
Bu çalışma, kuantum mekaniğinde ölçüm problemi ve gözlemci etkisi üzerine alternatif bir düşünce deneyine dayanan yeni bir kuramsal yorum önermektedir. “Gözlemci-Belirlilik Eşiği Hipotezi”, kuantum sistemlerinin belirsizlik durumundan belirli duruma geçişinin, tekil bir gözlem anından ziyade, gözlemci tarafından oluşturulan bilişsel, fiziksel ve deneysel bağlamın bütünsel eşik değerine bağlı olduğunu ileri sürmektedir. Bu yaklaşım, Schrödinger’in kedi paradoksundan farklı olarak, düşünce deneyini nesnel fiziksel sonuçlardan çok, gözlem sürecinin yapısal özelliklerine odaklanarak yeniden konumlandırmaktadır. Çalışma, hipotezin kavramsal temellerini, mevcut kuantum yorumları ile ilişkisini ve deneysel olarak dolaylı sınanabilirliğine dair bir çerçeve sunmaktadır.
19. yüzyılın sonu, fizik alanında klasik veya modern fizik olarak nitelenen Newton fiziği kabulleri ile anlamlandırılamayan farklı yapısal özellikleri bünyesinde barındıran çeşitli problem alanlarının ortaya çıktığı bir döneme karşılık gelmektedir. Bu problemleri çözme adına yapılan çalışmalar neticesinde 20. yüzyılın başlarında klasik fizik prensiplerinden farklı prensiplere sahip olan yeni bir fizik ortaya çıkmıştır. Bu yeni fizik kuantum fiziğidir. Atom-altı evrendeki nesnelerin davranış biçimlerinin soruşturulması, kuantum fiziğinin ilgisini teşkil etmektedir. Newton’un, hiçbir parçaya bölünemez olarak kabul ettiği atom, kuantum fiziği çalışmalarıyla daha küçük parçalara ayrıştırılabilen ve bu bakımdan da içine nüfuz edilebilen bir soruşturmanın konusu kılınmıştır. Kuantum fiziği, modern fiziğin sabit, birbirinden tamamen yalıtılmış temel parçacıklardan oluştuğu varsayımına dayanan evren tasavvurunu değiştirmiş; evreni oluşturan parçacıklar arasında yalıtılmışlığın değil, ilişkisel süreçlerin hâkim olduğu yönünde bir görüşün ortaya çıkmasını sağlamıştır. Bu fizik ile birlikte atom-altı evrende, makro evrenin karakteristiği olarak kabul edilen mekanikçi-determinist yaklaşım biçimine uymayan yeni olguların varlığı keşfedilmiştir. Bu keşiflerin varlığı, klasik fiziğin dayandığı “uzay”, “zaman”, “nesne”, “gözlemci”, “ölçüm”, “etki”, “yerellik” ve “etkileşim” gibi temel kavramlarda köklü bir değişimi zorunlu kılmıştır. Zira kuantum fiziğinin mikro evrende dikkat çektiği olguların mahiyeti, klasik fiziğin bu kavramlar bağlamında oluşturduğu kabuller ile örtüşmemektedir. Bu örtüşmeme durumu ise temelde her iki alanda meydana gelen olguların farklı bir mantıksal şemaya göre ortaya çıkıyor olmasından kaynaklanmaktadır. Zira klasik mekanik, klasik mantığın temel ilkelerine dayanarak etkinlikte bulunmuştur. Fakat kuantum fiziğinin gönderimde bulunduğu olgu durumları, klasik mantığın bu temel ilkelerine uymamaktadır. Bu açıdan, kuantum fiziği bulguları, klasik mantıksal ilkelere dayalı düşünce yapısı ile anlamlandırılamamaktadır. Fakat günümüzde kuantum fiziğinin temel vurgusu olan belirsizliği gündemine alan bulanık mantık perspektifinden bu anlamlandırmayı yapmak olanak dâhilinde görünmektedir. Günümüzde belirsizlik kavramı artık bilimsel sürece dâhil olmuştur. Kuantum kuramının, kesinsizliği bir ilke olarak içeren belirsizliğe gönderim yapmasına paralel olarak, bulanık mantık da belirsizliği tüm bilgi süreçlerine dâhil etmiş, belirsizliği, kaçınılması gereken bir durum olarak değil aksine değerlendirilmesi gereken bir durum olarak bünyesine almıştır. Bu bakımdan bu çalışmanın amacı klasik mantık ilkeleri bağlamında şekillenen klasik düşünce tarzı ile tasviri yetersiz kalan kuantum fiziğinin ortaya koyduğu temel ilkeleri, günümüzde başta yapay zekâ çalışmaları olmak üzere mühendislik alanında önemli uygulama alanı yaratan bulanık mantık perspektifinden tasvir edilebileceğini ortaya koymaktır. Bu doğrultuda çalışmamızda ilk olarak kuantum fiziğinin ortaya çıkmasına sebep olan süreç genel hatları ile ele alınmış, devamında kuantum fiziğinin standart görüşü haline gelmiş Kopenhag Okulu’nun görüşleri baz alınarak temel ilkeleri ortaya konulmuştur. Genel çerçevesi çizilen kuantum fiziğinin gönderimde bulunduğu olguların, klasik mantığın üç temel ilkesi ile sınırlı kalındığında tasvir edilemeyeceğine değinildikten sonra bu tasviri yapmayı mümkün kıldığını düşündüğümüz bulanık mantık sistemi ortaya konulmuştur. Nihayetinde kuantum fiziğinin temel ilkelerinin hangi bağlamlarda bulanık mantık teorisi ile ilişkilendirilebilir olduğu gösterilmeye çalışılmıştır. Bu minvalde yapılan soruşturma neticesinde kuantum fiziğinin bulanık mantık perspektifinden tasvir edilebileceği sonucuna varılmıştır. Bu ilişkiyi ortaya koymanın temel hedeflerinden biri felsefi etkinlik açısından önemli bir zemin oluşturmak olmuştur. Zira nasıl ki modern bilim paradigmasını belirleyen önemli gelişmelerden olan Newton fiziği, klasik mantığa temel oluşturmuş ve bu bakımdan da klasik mantık, klasik fizikten etkilenen felsefî düşünüş biçimlerine bir çerçeve çizmiş ise, benzer biçimde kuantum fiziğinin bulanık mantık ile ilişkisini ortaya koymak, bulanık mantığın da kuantum fiziğine eşlik edecek felsefi düşünüş biçimlerine bir çerçeve çizebileceğini gösterecektir. Bu bakımdan bu çalışma, kuantum fiziği ile bulanık mantığın bilim zemininde birbirine eşlik ettiğini göstermeyi amaç edinmiştir.
Öz 20. yüzyılda kuantum fiziğinin ortaya çıkışı, yalnızca doğa bilimleri açısından değil, aynı zamanda felsefi düşünce açısından da köklü dönüşümlere yol açmıştır. Klasik fiziğin temelinde yer alan nedensellik, determinizm ve süreklilik gibi kavramların sorgulanmaya başlanması bu dönemin en dikkat çekici sonuçlarından biri olmuştur. Kuantum teorisinin deneysel başarıları, beraberinde kuramsal düzeyde çeşitli yorumları da gündeme getirmiştir. Bu bağlamda, standart yaklaşım olarak kabul edilen Kopenhag yorumu ile ona karşıt bir perspektif geliştiren Bohm yorumu, tartışmaların merkezinde yer almıştır. Kopenhag yorumu, indeterminist yapısı ve klasik nedensellik anlayışıyla çatışan yaklaşımıyla öne çıkarken; Bohm yorumu determinizmi yeniden savunarak bambaşka bir epistemolojik zemin önermiştir. Aynı teorinin iki farklı ve birbiriyle zıt yoruma açık olması, bilim felsefesinin temel sorunlarından birini görünür kılmaktadır: Bir teorinin farklı yorumlarının epistemolojik açıdan birbirinden tamamen kopuk olması mümkün müdür? Bu makalede söz konusu soru, Gaston Bachelard’ın bilim felsefesi bağlamında geliştirdiği kavramlar ışığında tartışılmakta; kuantum fiziğinin sunduğu bilimsel devrim, epistemolojik kopuş, rasyonalizm ve bilginin süreksiz ilerleyişi gibi kategoriler çerçevesinde yeniden değerlendirilmektedir.
Heisenberg belirsizlik ilkesi ile doğrudan ilişkili olan kuantum mekaniksel sıra değiştirme bağıntıları, öğrencilerin kuantum mekaniğini anlamaları açısından büyük bir öneme sahiptir. Lisans programlarında genellikle teorik olarak verilen, modern fizik ve kuantum fiziği derslerinde kullanılan işlemci formalizmi, çoğu kez soyut olarak kalmakta ve öğrenciler tarafından yeterince anlaşılamamaktadır. Bu çalışma kapsamında, kuantum mekaniksel olguların geometrik optik araçları vasıtasıyla incelenebileceğinden yola çıkılarak sıra değiştirme bağıntılarının deneysel bir yöntem kullanılarak somutlaştırılması ve bu yolla daha kolay ve kalıcı öğrenmelerin sağlanması hedeflenmiştir. Deney içeriği ve matematiksel formalizm, çalışma içerisinde konuyla ilgili referans kitaplarla ilişkilendirilerek açıklanmıştır. Çalışma kapsamında kullanılan deney araçlarının kolay erişilebilir ve ekonomik olmalarına özen gösterilmiştir. Bu deneyin, kuantum fiziği içerikli derslerin verildiği başta fizik, fizik öğretmenliği ve fen bilgisi öğretmenliği programları olmak üzere, ilgili laboratuar uygulamalarında ve teorik dersleri destekleyen gösteri deneyi formatında kullanılabileceği düşünülmektedir.