İdea Yayınevi / Bilimler ve Bilim Felsefesi
site haritası
 
Özdek Nedir?

Erwin Schrödinger (1952)
Çeviren: Aziz Yardımlı

What is Matter?
Bu makale 1952’de Cenova’da Recontres Internationales de Genëve tarafından düzenlenen bir konferansta Profesör Schrödinger tarafından ‘‘Özdek Kavramımız’’ başlığı altında verilen bir dersten özetlenmiştir. Özetleme Sonja Bergmann tarafından yapılan bir çeviri üzerine dayanır. Tam ders konferansın kayıtlarını sunan ‘‘L’homme devant la science’’ başlıklı ciltte kapsanır. This article is condensed from a lecture entitled ‘‘Our Conception of Matter,’’ delivered by Professor Schrödinger in 1952 at a conference in Geneva organized by Rencontres Internationales de Geneve. The condensation is based on a translation by Sonja Bargmann. The full lecture is contained in a volume called L’homme devant la science, presenting the proceedings of the conference.
Erwin Schrödinger (1887-1961) modern fiziğin kurucularından biridir. Dalga Mekaniği Kuramını geliştirme üzerine 1933 Nobel Fizik Ödülünü İngiliz fizikçisi P.A.M.Dirac ile paylaştı. Viyana’da doğan Schrödinger Ernst Mach ve Ludwig Boltzmann’ı da yetiştirmiş olan seçkin Avusturya fizik okulundan geldi. 1997’de Berlin Üniversitesinde kuramsal fizik kürsüsünde Max Planck’ın yerini doldurdu. Hitler’in erke yükselişi üzerine Institute for Advanced Study’ye katılmak üzere Dublin’e giderek 1956 yılına dek orada kaldı. Daha sonraki çalışmalarında fiziğin alan kuramlarını birleşik bir yapı içinde toplamak için çalıştı. Bilimin daha genel birliği konusu ile de ilgileniyordu ve Yaşam Nedir? başlıklı ünlü bir yapıtı vardır.
Yazar modern fiziği sıkıntıya düşüren dalga-parçacık ikiciliğinin dalgalardan yana çözüldüğünü kabul eder ve Quantum Sıçramaları kuramının inandırıcılığını yitirdiğini, ama sorunun üzerinde fizikçilerin anlaşabilecekleri hiçbir açık tablosunun bulunmadığını düşünür. Schrödinger diyalektiğin Fizik ya da Doğa alanında da işlediğini ileri sürer ve Özdeğin sürekliliğini reddeden tek-yanlı süreksizlik görüşü (Einstein) ile karşıtlık içinde, özdeksel evrende ‘‘herşeyin hem sürekli hem de kesikli’’ olduğunu doğrular.
Özdek Nedir?
Erwin Schrödinger

Elli yıl önce bilim bu makalenin başlığı olan eski sorunun kesin yanıtına götüren yola girmiş gibi görünüyordu. Sanki özdek en sonunda temel yapı taşlarına indirgenmek üzereydi — mikroskop-altı ama gene de dokunulabilir ve ölçülebilir belli parçacıklara. Ama sorun bundan daha az yalın olduğunu gösterdi. Bugün bir fizikçinin bundan böyle özdek ve başka birşey arasında anlamlı bir ayrım yapma olanağı yoktur. Bundan böyle özdeği ayrı kendilikler olarak kuvvetler ya da kuvvet alanları ile karşı karşıya getiremeyiz; artık bu kavramların kaynaşmaları gerektiğini biliyoruz. ‘‘Boş’’ uzaydan (eş deyişle, özdeksiz uzaydan) söz ettiğimiz doğrudur, ama uzay hiçbir zaman gerçekten boş değildir, çünkü evrenin en uzak boşluklarında bile her zaman yıldız ışığı vardır — ve bu özdektir. Bundan başka, uzay yerçekimi alanları ile doludur, ve Einstein’a göre yerçekimi ve süredurum öyle kolay kolay ayırılacak şeyler değildir.
What is Matter?
Erwin Schrödinger

Fifty years ago science seemed on the road to a clear-cut answer to the ancient question which is the title of this article. It looked as if matter would be reduced at last to its ultimate building blocks—to certain submicroscopic but nevertheless tangible and measurable particles. But it proved to be less simple than that. Today a physicist no longer can distinguish significantly between matter and something else. We no longer contrast matter with forces or fields of force as different entities; we know now that these concepts must be merged. It is true that we speak of ‘‘empty’’ space (that is, space free of matter), but space is never really empty, because even in the remotest voids of the universe there is always starlight—and that is matter. Besides, space is filled with gravitational fields, and according to Einstein gravity and inertia cannot very well be separated.
Böylece, bu makalenin konusu gerçekte fizik tarafından öngörüldüğü biçimiyle uzay-zaman olgusallığının bütünsel tablosudur. Kabul etmemiz gerek ki özdeksel olgusallığı anlayışımız bugün çoktandır olduğundan daha kararsız ve daha belirsizdir. Pekçok ilginç ayrıntıyı biliyor, her hafta yenilerini öğreniyoruz. Ama üzerinde tüm fizikçilerin anlaşacakları duru ve kolayca kavranabilir bir tablo çizmek — bu iş açıkça olanaksızdır. Fizik ağır bir düşünceler bunalımı içindedir. Bu bunalım karşısında, birçokları olgusallığın nesnel bir tablosunun olanaksız olduğunu ileri sürerler. Bununla birlikte, aramızdaki iyimserler (ki kendimi onlardan biri sayıyorum) bu görüşe umutsuzluktan doğan felsefi bir aşırılık olarak bakarlar. Umuyoruz ki şimdiki düşünme dalgalanmaları yalnızca eski inançların bir altüst oluşunun belirtileridir ve sonunda bugün konumuzu kuşatan formüller dağınıklığından daha iyi birşeye götürecektir. Thus, the subject of this article is in fact the total picture of space-time reality as envisaged by physics. We have to admit that our conception of material reality today is more wavering and uncertain than it has been for a long time. We know a great many interesting details, learn new ones every week. But to construct a clear, easily comprehensible picture on which all physicists would agree—that is simply impossible. Physics stands at a grave crisis of ideas. In the face of this crisis, many maintain that no objective picture of reality is possible. However, the optimists among us (of whom I consider myself one) look upon this view as a philosophical extravagance born of despair. We hope that the present fluctuations of thinking are only indications of an upheaval of old beliefs which in the end will lead to something better than the mess of formulas that today surrounds our subject.
Çizmem gereken özdek tablosu henüz varolmadığı için, henüz ancak parçaları görülebilir olduğu için, bu anlatının kimi bölümleri başka bölümleri ile tutarsız olabilir. Cervantes’in bir bölümde eşeğini yitiren ama birkaç bölüm sonra yazarın unutkanlığı dolayısıyla sevgili küçük hayvana yine binmeyi sürdüren Sancho Panza öyküsü gibi, bizim öykümüzde de çelişkiler vardır. Özdeğin birçok güzel deney yoluyla varoluşları bütünüyle ‘‘dokunulabilir’’ olarak tanıtlanan cisimciklerden ya da atomlardan oluşmuş olduğu biçimindeki iyice yerleşmiş kavram ile, ve Max Planck’ın enerjinin de niceler denilen ve bir taşıyıcıdan bir başkasına kesik kesik aktarılmaları gereken bölünmez birimlerde geldiği biçimindeki buluşu ile başlamak zorundayız. Since the picture of matter that I am supposed to draw does not yet exist, since only fragments of it are visible, some parts of this narrative may be inconsistent with others. Like Cervantes’s tale of Sancho Panza, who loses his donkey in one chapter but a few chapters later, thanks to the forgetfulness of the author, is riding the dear little animal again, our story has contradictions. We must start with the well-established concept that matter is composed of corpuscles or atoms, whose existence has been quite ‘‘tangibly’’ demonstrated by many beautiful experiments, and with Max Planck’s discovery that energy also comes in indivisible units, called quanta, which are supposed to be transferred abruptly from one carrier to another.
Ama sonra Sancho Panza’nın eşeği geri dönecektir. Çünkü sizlerden ne sürekli bireyler olarak cisimciklere ne de bir enerji nicesinin aktarımının birdenbire yer alışına inanmamanızı istemek zorunda kalacağım.*Kesiklilik ortadadır, ama geleneksel kesikli tekil parçacıklar anlamında değil, birdenbire yer alıveren süreçler anlamında ise hiç değil. Kesiklilik yalnızca bir yapı olarak fenomenleri yöneten yasalardan doğar. Bu yasalar hiçbir biçimde tam olarak anlaşılmış değildir; dokunulabilir cisimler fiziğinden doğru olması olası bir andırım bir çanın çeşitli bölümsel tonlarının onun şeklinden ve esneklik yasalarından türeyiş yoludur ki, kendi başlarına alındığında, süreksiz hiçbirşey onlara bağlı değildir.

[*Not: Özdeğin Kesiklilik Kıpısı Parçacık Doğasını Anlatmaz. Schrödinger kesiklilik kıpısının özdeğin parçacık doğası ile bir ve aynı şey olmadığını belirtir. Kesiklilik ancak sürekliliğin olanağıdır, özdeğin atomik yapısı ile anlatılmak istenen şeyin gerçek anlamı budur, ve Schrödinger bunun tam olarak anlaşılmış olmadığını belirtir. Gerçekten de atomun diyalektiği gözlem ve deneyim konusu olamaz, ve Hilbert, Einstein vb. bu sorunu sürekliliği fizikten ve evrenden kovarak çözerler. Bunun imlemlerini kabul etmeliyiz. Onlar için özdek, tıpkı Newton’ın da anladığı gibi, bölünemez sonlu parçacıklardan oluşan bir yapıdır. Süreklilik, sonsuzluk yoktur. Gene de bu tür süreklilik ve kesiklilik tartışmalarında bile modern bilimci kuvvet etmeninin sözünü etmez. Süreklilik ve çekme kuvveti, ve kesiklilik ve itme kuuveti arasındaki ilgiyi görmek için eytişimsel düşüncede deneyimli olmak bile gerekli değildir. Doğal anlak bunu görebilir. Bu bakış açısından özdek sürekliliğin ve kesikliliğin, bu soyut nicelik kıpılarının birliği olmak yerine, Schelling’in Doğa Felsefesinde gösterdiği gibi, Hegel’in Doğa Felsefesinde bir kez daha gösterdiği gibi, çekme ve itme kuvvetlerinin birliği olarak anlaşılır. Ve bu soyut nicelik kavramına dayalı açıklamadan çok daha yüksek, çok daha somut bir kavramsal düzlem sunar. — A.Y.]

But then Sancho Panza’s donkey will return. For I shall have to ask you to believe neither in corpuscles as permanent individuals nor in the suddenness of the transfer of an energy quantum. Discreteness is present, but not in the traditional sense of discrete single particles, let alone in the sense of abrupt processes. Discreteness arises merely as a structure from the laws governing the phenomena. These laws are by no means fully understood; a probably correct analogue from the physics of palpable bodies is the way various partial tones of a bell derive from its shape and from the laws of elasticity to which, of themselves, nothing discontinuous adheres.
Özdeğin temel parçacıklardan yapılmış olduğu düşüncesi İÖ 5’inci yüzyıl gibi erken bir tarihte bu parçacıklara atomlar diyen Leukippos ve Demokritos tarafından ileri sürüldü. Cisimcik özdek kuramı 19’uncu yüzyıl sırasında James Clerk Maxwell ve Ludwig Boltzmann tarafından geliştirilen gazlar kuramında fiziksel olgusallığa yükseltildi. Durmaksızın çarpışarak geri seken ve yeğin devim durumunda olan atomlar ve moleküller kavramı gazların tüm özellikleri — esneklik ve ısı özellikleri, akışmazlıkları [viscosity], ısı iletkenlikleri ve yayınmaları [diffusion] — üzerine tam bir kavrayışa götürdü. Aynı zamanda, düzeneksel ısı kuramının, eş deyişle ısının bu temel parçacıkların artan sıcaklık ile giderek yeğinleşen devimi olduğu görüşünün sağlam bir temeline götürdü. The idea that matter is made up of ultimate particles was advanced as early as the fifth century B.C. by Leucippus and Democritus, who called these particles atoms. The corpuscular theory of matter was lifted to physical reality in the theory of gases developed during the 19th century by James Clerk Maxwell and Ludwig Boltzmann. The concept of atoms and molecules in violent motion, colliding and rebounding again and again, led to full comprehension of all the properties of gases: their elastic and thermal properties, their viscosity, heat conductivity and diffusion. At the same time, it led to a firm foundation of the mechanical theory of heat, namely, that heat is the motion of these ultimate particles, which becomes increasingly violent with rising temperature.
Yüzyılın dönüşündeki tek bir olağanüstü verimli onyıl içersinde X ışınları, elektronlar, ışınetkin bozulma yoluyla atom çekirdeğinden parçacık akımlarının ve başka enerji biçimlerinin yayımı, çeşitli parçacıklardaki elektriksel yükler gibi keşifler geldi. Bu parçacıkların ve atomların kendilerinin kütleleri daha sonra çok sağın olarak ölçüldü, ve bundan bir bütün olarak atom çekirdeğindeki kütle eksikliği keşfedildi. Bir çekirdeğin kütlesi bileşen parçacıklarının kütlelerinin toplamından daha azdır; yitik kütle çekirdeği sıkı sıkıya birarada tutan bağlayıcı enerji olur. Buna sarmaçlama etkisi [packing effect] denir. Çekirdek kuvvetleri hiç kuşkusuz elektriksel kuvvetler değildir — bunlar iticidir — ama çok daha güçlüdürler ve yaklaşık olarak 10-13 santimetre gibi çok kısa uzaklıklar içersinde etkindirler. Within one tremendously fertile decade at the turn of the century came the discoveries of X rays, of electrons, of the emission of streams of particles and other forms of energy from the atomic nucleus by radioactive decay, of the electric charges on the various particles. The masses of these particles, and of the atoms themselves, were later measured very precisely, and from this was discovered the mass defect of the atomic nucleus as a whole. The mass of a nucleus is less than the sum of the masses of its component particles; the lost mass becomes the binding energy holding the nucleus firmly together. This is called the packing effect. The nuclear forces of course are not electrical forces—those are repellent—but are much stronger and act only within very short distances about 1013 centimeter.
Işığın dalga doğasını gösteren IŞIK GİRİŞİM örüntüsü civa buharından ışık kullanılarak National Bureau of Standards tarafından üretildi. 
LIGHT INTERFERENCE pattern, showing the wave nature of fight, was produced at the National Bureau of Standards, using light from mercury vapor.
Radio Corporation of America Laboratories’deki bir kristal kırınım deneyinden ELEKTRON GİRİŞİM örüntüsü elektronların dalgalar olduğunu gösterir.
ELECTRON INTERFERENCE pattern from a crystal diffraction experiment at the Radio Corporation of America Laboratories shows that electrons are waves.
Burada daha şimdiden bir çelişkiye yakalandım. Başlangıçta bundan böyle özdekten ayrı kuvvet alanlarının varoluşu gibi bir sayıltı yapmıyoruz dememiş miydim? Şunu söyleyerek kendimi kolayca bundan sıyırabilirdim: ‘‘Pekala, bir parçacığın kuvvet alanı yalnızca onun bir parçası olarak görülür.’’ Ama bu olgunun kendisi değildir. Bugün yerleşik görüş dahaçok herşeyin aynı zamanda hem parçacık hem de alan olduğudur. Herşeyin kendisi ile alanlarda tanışık olduğumuz sürekli bir yapısı vardır, tıpkı kendisiyle parçacıklarda eşit ölçüde tanışık olduğumuz kesikli bir yapısının olması gibi. Bu kavram sayısız deneysel olgu tarafından desteklenir ve genel olarak kabul edilir, gerçi göreceğimiz gibi görüşler ayrıntılar üzerinde ayrılık gösterseler de. Here I am already caught in a contradiction. Didn’t I say at the beginning that we no longer assume the existence of force fields apart from matter? I could easily talk myself out of it by saying: ‘‘Well, the force field of a particle is simply considered a part of it.’’ But that is not the fact. The established view today is rather that everything is at the same time both particle and field. Everything has the continuous structure with which we are familiar in fields, as well as the discrete structure with which we are equally familiar in particles. This concept is supported by innumerable experimental facts and is accepted in general, although opinions differ on details, as we shall see.
Çekirdek kuvvetleri alanının özel durumunda, çekirdek yapısı az çok bilinmektedir. Büyük bir olasılıkla, sürekli kuvvet alanı ‘‘pi mezonlar’’ adı verilen kendilikler tarafından temsil edilir. Öte yandan, kesikli parçacıklar olarak düşündüğümüz protonların ve nötronların, bir kristal tarafından kırıldıkları zaman oluşturdukları girişim kalıplarından görüldüğü gibi, sürekli bir dalga yapıları da vardır. Böylesine ayrı iki karakter özelliğini tek bir ansal tabloda birleştirmenin güçlüğü özdek anlayışımızın böylesine belirsiz olmasına neden olan başlıca köstek taşıdır. In the particular case of the field of nuclear forces, the particle structure is more or less known. Most likely, the continuous force field is represented by the so-called pi mesons. On the other hand, the protons and neutrons, which we think of as discrete particles, also have a continuous wave structure, as is shown by the interference patterns they form when diffracted by a crystal. The difficulty of combining these two so very different character traits in one mental picture is the main stumbling block that causes our conception of matter to be so uncertain.
Ne parçacık kavramı ne de dalga kavramı varsayımsaldır. Bir film duyarkatındaki ya da bir Wilson bulut odacığındaki izler parçacıkların kesikli birimler olarak davranışları konusunda hiçbir kuşkuya yer bırakmaz. Tam şu sıralarda, başlıca çeşitli devlet savunma bakanlıkları tarafından ödenen korkunç harcamalarla, çekirdek parçacıklarının yapay üretimine girişilmektedir. Böylesine hızlı bir parçacık tarafından hiç kimsenin öldürülemeyeceği doğrudur, yoksa şimdiye dek hepimiz ölmüş olurduk. Ama bunların incelenmesi, dolaylı olarak, insanlığın o yüreklerimizi hoplatan ortadan kaldırılması tasarının oldu bittiye getirilmiş bir gerçekleşmesi için zemin hazırlamaktadır. Neither the particle concept nor the wave concept is hypothetical. The tracks in a photographic emulsion or in a Wilson cloud chamber leave no doubt of the behavior of particles as discrete units. The artificial production of nuclear particles is being attempted right now with terrific expenditure, defrayed in the main by the various state ministries of defense. It is true that one cannot kill anybody with one such racing particle, or else we should all be dead by now. But their study promises, indirectly, a hastened realization of the plan for the annihilation of mankind which is so close to all our hearts.
Karanlıkta kendiniz kol saatinizin ışıklı sayılarına bir büyüteç ile bakarak parçacıkları kolayca gözleyebilirsiniz. Parlaklık kabarır ve dalgalanır, tıpkı bir gölün sularının zaman zaman güneşte ışıldaması gibi. Işık her biri ışınetkin bir atomun dışa attığı bir alfa parçacığı (helyum çekirdeği) tarafından üretilen kıvılcımcıklardan oluşmuştur, ve bu arada atom bu süreçte değişik bir atoma dönüşür. Tekil parçacıkları saptamak ve kaydetmek için özel bir aygıt Geiger-Müller sayacıdır. Bu kısa özetlemede tekil parçacıkları gözlemenin çok sayıda yolunu anlatmam olanaksızdır. You can easily observe particles yourself by looking at a luminous numeral of your wrist watch in the dark with a magnifying glass. The luminosity surges and undulates, just as a lake sometimes twinkles in the sun. The light consists of sparklets, each produced by a so-called alpha particle (helium nucleus) expelled by a radioactive atom which in this process is transformed into a different atom. A specific device for detecting and recording single particles is the Geiger-Muller counter. In this short resume I cannot possibly exhaust the many ways in which we can observe single particles.
İki boyutta DALGA ÇİZGESİ dalga önlerini (daireler) ve dalga ‘‘normallerini’’ ya da ‘‘ışınlarını’’ (oklar) gösterir. Üç boyutlu önler bir soğandaki katmanları temsil ederler.
WAVE DIAGRAM in two dimensions shows wave fronts (circles) and wave ‘‘normals’’ or ‘‘rays’’ (arrows). Three-dimensional fronts would resemble layers in an onion.
Şimdi özdeğin sürekli alan ya da dalga özelliğine gelelim. Dalga yapısı başlıca kırınım ve girişim aracılığıyla incelenir — dalga dizileri birbirleri ile kesişirken yer alan fenomenler. Işık dalgalarının çözümleme ve ölçümü için birincil aygıt aynamsı bir metalik yüzey üzerinde birbirlerine yakından oyulmuş çok sayıda ince, koşut, eşuzaklıklı çizgilerden oluşan cetvelli ızgaradır. Bir yönden çarpan ışık bu çizgiler tarafından dağıtılır ve dalga-boyuna bağlı olmak üzere değişik yönlerde toplanır. Ama üretebildiğimiz en ince cetvelli ızgaralar bile özdek ile bağıntılı çok daha kısa dalgaları dağıtamayacak denli kabadır. Gene de, ilkin Max von Laune tarafından çok kısa X ışınlarını çözümlemek için ızgaralar olarak kullanılan ince kristal kafesler aynı şeyi ‘‘özdek dalgaları’’ için yapacaktır. Bir kristalin yüzeyine yöneltildiklerinde, yüksek-hızlı parçacık akımları dalga doğalarını sergileyeceklerdir. Kristal ızgaralar ile, fizikçiler elektron, nötron ve protonların dalga-uzunluklarını kırınımdan geçirmiş ve ölçmüşlerdir. Now to the continuous field or wave character of matter. Wave structure is studied mainly by means of diffraction and interference—phenomena that occur when wave trains cross each other. For the analysis and measurement of light waves the principal device is the ruled grating, which consists of a great many fine, parallel, equidistant lines, closely engraved on a specular metallic surface. Light impinging from one direction is scattered by them and collected in different directions depending on its wavelength. But even the finest ruled gratings we can produce are too coarse to scatter the very much shorter waves associated with matter. The fine lattices of crystals, however, which Max von Laue first used as gratings to analyze the very short X rays, will do the same for ‘‘matter waves.’’ Directed at the surface of a crystal, high-velocity streams of particles manifest their wave nature. With crystal gratings, physicists have diffracted and measured the wavelengths of electrons, neutrons and protons.
Planck’ın quantum kuramının bütün bunlarla ilgisi nedir? Planck bize 1900’de sıcak kızıl demirden ya da güneş gibi akkor bir yıldızdan gelen ışımayı yakalayabildiğini söyledi, yeter ki bu ışıma kesikli bölümlerde üretiliyor ve bir taşıyıcıdan bir başkasına (örneğin atomdan atoma) böyle kesikli niceliklerde aktarılıyor olsun. Bu aşırı ölçüde şaşırtıcıydı, çünkü o güne dek enerji aşırı ölçüde soyut bir kavram olarak görülüyordu. Beş yıl sonra Einstein bize enerjinin kütlesi olduğunu [‘energy has mass’] ve kütlenin enerji olduğunu söyledi; başka bir deyişle, bir ve aynı olduklarını. Şimdi gözümüzdeki perdeler kalkmaya başlamaktadır: sevgili eski atomlarımız, cisimciklerimiz, parçacıklarımız Planck’ın enerji niceleridir. Bu nicelerin taşıyıcılarının kendileri nicelerdir. Başımız dönmeye başlar. Bunun altında bütünüyle temel birşey yatıyor olmalıdır, ama gizin henüz anlaşılmamış olması şaşırtıcı değildir. Herşey bir yana, perdeler birdenbire kalkmadı. Bu iş 20 ya da 30 yıl sürdü. Ve belki de henüz tam olarak kalkmamışlardır. What does Planck’s quantum theory have to do with all this? Planck told us in 1900 that he could comprehend the radiation from red-hot iron, or from an incandescent star such as the sun, only if this radiation was produced in discrete portions and transferred in such discrete quantities from one carrier to another (for example, from atom to atom). This was extremely startling, because up to that time energy had been a highly abstract concept. Five years later Einstein told us that energy has mass and mass is energy; in other words, that they are one and the same. Now the scales begin to fall from our eyes: our dear old atoms, corpuscles, particles are Planck’s energy quanta. The carriers of those quanta are themselves quanta. One gets dizzy. Something quite fundamental must lie at the bottom of this, but it is not surprising that the secret is not yet understood. After all, the scales did not fall suddenly. It took 20 or 30 years. And perhaps they still have not fallen completely.
KIRINIM dalgaların karakteristiğidir. Bir dalga (sol) küçük bir deliği olan bir engele çarptığı zaman, kenarlar boyunca kırılır, böylelikle yeni bir dalga oluşturur (sağ)
DIFFRACTION is characteristic of waves. When a wave (left) comes to a barrier with a small hole, it diffracts around the edges, thereby forming a new wave (right).
KIRINIM dalgaların karakteristiğidir. Bir dalga (sol) küçük bir deliği olan bir engele çarptığı zaman, kenarlar boyunca kırılır, böylelikle yeni bir dalga oluşturur (sağ)
INTERFERENCE is also evidence of waves. Its characteristic pattern is formed when rays interact. For light waves, it is bright and dark bands on a screen (right).
Sonraki adım böylesine uzak erimli değil, ama yeterince önemliydi. Planck’ın önsavının dahice ve uygun bir genelleştirilmesi yoluyla, Niels Bohr bize atomların ve moleküllerin çizgi izgelerini ve atomların ağır, olumlu olarak yüklü çekirdekler ile çevrelerinde dönen olumsuz olarak yüklü elektronlardan nasıl oluştuğunu anlamayı öğretti. Her bir küçük dizge — atom ya da molekül — ancak doğasına karşılık düşen belirli kesikli enerji niceleri barındırabilir. Daha yüksek bir ‘‘enerji düzeyi’’nden daha düşük birine geçişte, bu dizge enerji aşırısını boşaltılan nice ile ters orantılı belirli bir dalga-uzunluğundaki bir ışıma nicesi olarak yayar. Bu demektir ki verili büyüklükteki bir nice kendini onunla doğrudan orantılı olarak belirli bir sıklığı olan dönemli bir süreçte belirtir; sıklık ünlü Planck değişmezi h ile bölünen enerji nicesine eşittir. The next step was not quite so far-reaching, but important enough. By an ingenious and appropriate generalization of Planck’s hypothesis, Niels Bohr taught us to understand the line spectra of atoms and molecules and how atoms were composed of heavy, positively charged nuclei with light, negatively charged electrons revolving around them. Each small system—atom or molecule—can harbor only definite discrete energy quantities, corresponding to its nature. In transition from a higher to a lower ‘‘energy level,’’ it emits the excess energy as a radiation quantum of definite wavelength, inversely proportional to the quantum given off. This means that a quantum of given magnitude manifests itself in a periodic process of definite frequency that is directly proportional to the quantum; the frequency equals the energy quantum divided by the famous Planck’s constant, h.
Einstein’e göre, bir parçacık mc2 enerjisini taşır — m parçacığın kütlesi ve c ışık hızı olmak üzere. 1925’te Louis de Broglie bir parçacığın sıklığı mc2/h ile belirlenen bir dalga süreci ile birlikte olabileceği biçimindeki oldukça açık çıkarsamayı yaptı. Kendisi için böyle bir dalgayı konutladığı parçacık elektrondu. İki yıl içersinde kuramı tarafından gerektirilen ‘‘elektron dalgaları’’ C. J. Davisson ve L. H. Germer’in ünlü elektron kırınım deneyi tarafından tanıtlandı. Bu herşeyin — ne olursa olsun herşeyin — eşzamanlı olarak parçacık ve dalga alanı olduğunun bilinmesi için başlangıç noktasıydı. Böylece de Broglie’nin savı özdeğin doğası konusundaki belirsizliğimizi başlattı. Hem parçacık tablosunun hem de dalga tablosunun gerçeklik değerleri vardır, ve birinden ya da ötekinden vazgeçemeyiz. Ama onları nasıl birleştireceğimizi bilmiyoruz. According to Einstein, a particle has the energy mc2m being the mass of the particle and c the velocity of light. In 1925 Louis de Broglie drew the inference, which rather suggests itself, that a particle might have associated with it a wave process of frequency mc2divided by h. The particle for which he postulated such a wave was the electron. Within two years the ‘‘electron waves’’ required by his theory were demonstrated by the famous electron diffraction experiment of C. J. Davisson and L. H. Germer. This was the starting point for the cognition that everything — anything at all — is simultaneously particle and wave field. Thus, de Broglie’s dissertation initiated our uncertainty about the nature of matter. Both the particle picture and the wave picture have truth value, and we cannot give up either one or the other. But we do not know how to combine them.
İki tablonun bağıntılı olduğu büyük sağınlıkla ve hayret verici ayrıntılara dek tam bir genellik içinde bilinmektedir. Ama tek bir somut, ele gelir tabloda birleşmeye gelince, görüşler öylesine güçlü bir biçimde ayrılır ki böyle birşey birçokları tarafından bütünüyle olanaksız görülür. Bağıntının kısa bir taslağını vereceğim. Ama önünüzde biçimdeş, somut bir tablonun belirmesini beklemeyin, ve başarısızlığı ne benim açımlamadaki beceriksizliğime ne de kendi kalın kafalılığınıza yükleyin — bunu şimdiye dek hiç kimse başaramamıştır. That the two pictures are connected is known in full generality with great precision and down to amazing details. But concerning the unification to a single, concrete, palpable picture, opinions are so strongly divided that a great many deem it altogether impossible. I shall briefly sketch the connection. But do not expect that a uniform, concrete picture will emerge before you, and do not blame the lack of success either on my ineptness in exposition or your own denseness—nobody has yet succeeded.
Bir dalgada iki şey ayırdedilir. İlkin dalganın bir önü vardır, ve dalga önlerinin bir ardışıklığı bir soğanın tabakaları gibi bir yüzeyler dizgesi oluşturur. İki-boyutlu bir andırım bir taş atıldığında bir havuzun pürüzsüz yüzeyinde oluşan güzel dalga daireleridir. Bir dalganın daha az sezgisel olan ikinci karakteristiği ilerlerken izlediği yoldur — dalga önlerine dikey olan imgesel çizgilerin bir dizgesi. Bu çizgiler dalga ‘‘normalleri’’ ya da ‘‘ışınları’’ olarak bilinir. One distinguishes two things in a wave. First, a wave has a front, and a succession of wave fronts forms a system of surfaces like the layers of an onion. A two-dimensional analogue is the beautiful wave circles that form on the smooth surface of a pond when a stone is thrown in. The second characteristic of a wave, less intuitive, is the path along which it travels—a system of imagined lines perpendicular to the wave fronts. These lines are known as the wave ‘‘normals’’ or ‘‘rays.’’
Bu ışınların parçacıkların gidimizlerine [trajectories] karşılık düştüğü biçiminde geçici bir önesürüm getirebiliriz. Gerçekten de, bir dalgadan yayılma yönü boyunca yaklaşık olarak 10 ya da 20 dalga-boyu kadar ve yaklaşık olarak aynı ende küçük bir parça keserseniz, böyle bir ‘‘dalga paketi’’ [‘‘wave packet’’] edimsel olarak bir ışın boyunca tam olarak bu tikel yerde bu tikel türde bir parçacıktan bekleyebileceğimiz aynı hız ile ve hız değişimi ile devinecektir (parçacık üzerinde etkide bulunan kuvvet alanları dikkate alınmak üzere). We can make the provisional assertion that these rays correspond to the trajectories of particles. Indeed, if you cut a small piece out of a wave, approximately 10 or 20 wavelengths along the direction of propagation and about as much across, such a ‘‘wave packet’’ would actually move along a ray with exactly the same velocity and change of velocity as we might expect from a particle of this particular kind at this particular place, taking into account any force fields acting on the particle.
Burada bocalıyorum. Çünkü şimdi söylemem gereken şey, doğru olmasına karşın, bu geçici önesürüm ile neredeyse çelişecektir. Gerçi dalga sarmacının davranışı bize bir parçacığın az çok sezgisel bir tablosunu verse de — ki bu tablo ayrıntıda geliştirilebilir (örneğin, bir parçacığın devinirliği dalga-boyu azaldıkça artar; ikisi ters orantılıdır) —, gene de bu sezgisel tabloyu birçok nedenle çok ciddiye alamayız. Çünkü ilkin, herşey bir yana, biraz bulanıktır, ve dalga boyu ne denli büyükse bulanıklık o denli artar. İkincisi, çok sık olmak üzere küçük bir sarmaç ile değil ama uzamlı bir dalga ile ilgileniriz. Ve bir üçüncüsü daha, ayrıca dalga önleri ya da dalga normalleri taşıyamayacak bir tür ‘‘durağan dalga’’ oluşturan çok küçük ‘‘sarmaççıklar’’ gibi önemli bir özel durumu da ele almak zorundayız. Here I falter. For what I must say now, though correct, almost contradicts this provisional assertion. Although the behavior of the wave packet gives us a more or less intuitive picture of a particle, which can be worked out in detail (for example, the momentum of a particle increases as the wavelength decreases; the two are inversely proportional), yet for many reasons we cannot take this intuitive picture quite seriously. For one thing, it is, after all, somewhat vague, the more so the greater the wavelength. For another, quite often we are dealing not with a small packet but with an extended wave. For still another, we must also deal with the important special case of very small ‘‘packelets’’ which form a kind of ‘‘standing wave’’ that can have no wave fronts or wave normals.
Dalga fenomenlerinin deneyler tarafından yaygın olarak desteklenen bir yorumu şudur: biçimdeş olarak yayılan bir dalga dizisinin her bir konumunda etkileşimlerin ‘‘boyuna’’ ve ‘‘enine’’ olarak ayırdedilebilen ikili bir yapısal bağıntısı vardır. Enine yapı dalga önlerinin yapısıdır ve kendini kırınım ve girişim deneylerinde belirtir; boyuna yapı dalga normallerinin yapısıdır ve kendini tekil parçacıkların gözleminde belirtir. Ne var ki, bu boyuna ve enine yapı kavramları keskin olarak tanımlanmış ve saltık değildirler, çünkü dalga önü ve dalga normali kavramları da böyle değildirler. One interpretation of wave phenomena extensively supported by experiments is this: at each position of a uniformly propagating wave train, there is a twofold structural connection of interactions, which may be distinguished as ‘‘longitudinal’’ and ‘‘transversal.’’ The transversal structure is that of the wave fronts and manifests itself in diffraction and interference experiments; the longitudinal structure is that of the wave normals and manifests itself in the observation of single particles. However, these concepts of longitudinal and transversal structures are not sharply defined and absolute, since the concepts of wave front and wave normal are not, either.
Yorum yukarıda sözü edilen durağan dalgaların özel durumunda bütünüyle bozulur. Burada bütün dalga fenomeni bir ya da bir kaç dalga-boyu boyutlarındaki küçük bir bölgeye indirgenir. Eğer küçük bir kapta parmağınızı özeğe oldukça biçimdeş olarak daldırırsanız, ya da eğer kabı yalnızca su yüzeyinin dalgalanacağı bir yolda hafifçe sallarsanız, benzer bir doğada durağan su dalgaları oluşturabilirsiniz. Bu durumda biçimdeş dalga yayılımı ile ilgilenmeyiz; ilgiyi çeken şey bu durağan dalgaların normal sıklıklarıdır. Kaptaki su dalgaları elektronlarla ilgili olan ve tam olarak atom büyüklüğündeki bir bölgede yer alan bir dalga fenomeninin andırımlısıdır. Atom çekirdeğinin çevresinde çalkalanan dalga kümesinin normal sıklıklarının evrensel olarak ve tam olarak Bohr’un atomik ‘‘enerji düzeyleri’’nin Planck’ın h değişmezi ile bölünmesine eşit olduğu bulunmuştur. Böylece, Bohr’un atom modelinin dahice ama biraz yapay sayıltıları, tıpkı genel olarak daha eski quantum kuramının sayıltıları gibi, de Broglie’nin dalga fenomenine ilişkin çok daha doğal düşüncesi tarafından aşılırlar. Dalga fenomeni atomun asıl ‘‘cismini’’ oluşturur. Bireysel noktamsı elektronların yerini alır ki, bunların Bohr’un modelinde çekirdek çevresinde kaynaşmaları gerekiyordu. Böyle noktamsı tekil parçacıklar atomun içersinde hiçbir biçimde söz konusu değildir, ve eğer gene de çekirdeğin kendisi bu yolda düşünülüyorsa, bu belli uygunluk nedenleriyle bütünüyle bilinçli olarak yapılmaktadır. The interpretation breaks down completely in the special case of the standing waves mentioned above. Here the whole wave phenomenon is reduced to a small region of the dimensions of a single or very few wavelengths. You can produce standing water waves of a similar nature in a small basin if you dabble with your finger rather uniformly in its center, or else just give it a little push so that the water surface undulates. In this situation we are not dealing with uniform wave propagation; what catches the interest are the normal frequencies of these standing waves. The water waves in the basin are an analogue of a wave phenomenon associated with electrons, which occurs in a region just about the size of the atom. The normal frequencies of the wave group washing around the atomic nucleus are universally found to be exactly equal to Bohr’s atomic ‘‘energy levels’’ divided by Planck’s constant h. Thus, the ingenious yet somewhat artificial assumptions of Bohr’s model of the atom, as well as of the older quantum theory in general, are superseded by the far more natural idea of de Broglie’s wave phenomenon. The wave phenomenon forms the ‘‘body’’ proper of the atom. It takes the place of the individual pointlike electrons, which in Bohr’s model are supposed to swarm around the nucleus. Such pointlike single particles are completely out of the question within the atom, and if one still thinks of the nucleus itself in this way, one does so quite consciously for reasons of expediency.
[Quantum Sıçramaları Sayıltısı Gereksizdir.]

Bana ‘‘enerji düzeyleri’’nin gerçekte normal titreşim kiplerinin sıklıklarından başka birşey olmadıkları buluşu açısından özellikle önemli görünen şey bir sonuç olarak birden yer alan geçişler ya da quantum sıçramaları sayıltısını gereksizleştirmesidir, çünkü iki ya da daha çok normal kip pekala eşzamanlı olarak uyarılabilir. Normal sıklıkların kesikliliğinin Planck’ın yola çıkış düşüncelerini ve benzer ve eşit ölçüde önemli birçoklarını desteklemeye, kısaca, quantum termodinamiğinin tümünü desteklemek için tam olarak yeterli olduğuna inanıyorum.

What seems to me particularly important about the discovery that ‘‘energy levels’’ are virtually nothing but the frequencies of normal modes of vibration is that as a result one can do without the assumption of sudden transitions, or quantum jumps, since two or more normal modes may very well be excited simultaneously. The discreteness of the normal frequencies fully suffices—so I believe—to support the considerations from which Planck started and many similar and just as important ones—I mean, in short, to support all of quantum thermodynamics.
Quantum sıçramaları kuramı yıllar geçtikçe daha az kabul edilebilir olmaktadır — en azından kişisel olarak benim için. Bununla birlikte terk edilmesinin çok önemli sonuçları vardır. Bu iyi-tanımlanmış nicelerdeki enerji değiş tokuşu düşüncesinden bütünüyle vazgeçilmesi ve onun yerine titreşim sıklıkları arasında yankılaşım [resonance] kavramının geçirilmesi gerektiği anlamına gelir. Gene de görmüştük ki kütle ve enerji özdeşliğinden ötürü, parçacıkların kendilerini Planck’ın enerji niceleri olarak görmemiz gerekir. Bu ilkin korkutucudur. Çünkü almaşık kuram bundan böyle bireysel parçacığı iyi-tanımlanmış sürekli bir kendilik olarak göremeyeceğimizi imler. The theory of quantum jumps is becoming more and more unacceptable, at least to me personally, as the years go on. Its abandonment has, however, far-reaching consequences. It means that one must give up entirely the idea of the exchange of energy in well-defined quanta and replace it with the concept of resonance between vibrational frequencies. Yet we have seen that because of the identity of mass and energy, we must consider the particles themselves as Planck’s energy quanta. This is at first frightening. For the substituted theory implies that we can no longer consider the individual particle as a well-defined permanent entity.
[Belirsizlik İlkesi (Heisenberg)]

Gerçekte böyle bir şey olmadığı başka yollarda tanıtlanabilir. Çünkü ilkin Werner Heisenberg’in ünlü belirsizlik ilkesi vardır ve buna göre bir parçacığın eşzamanlı olarak iyi-tanımlı bir konumu ve keskin olarak tanımlanmış bir hızı olamaz. Bu belirsizlik aynı parçacığın hiçbir zaman iki kez gözlenebileceğinden emin olamayacağımızı imler. Bireysel parçacıklara saptanabilir aynılık yüklememek için bir başka belirleyici neden karşılıklı olarak etkileşimde bulunan aynı türden iki ya da daha çok parçacığı, örneğin bir helyum atomunun iki elektronunu düşündüğümüz her zaman bunların bireyselliklerini silmemiz gerektiğidir. Yalnızca iki elektronun karşılıklı değişimi tarafından ayırdedilen iki durum bir ve aynı sayılmalıdır; eğer iki eşit durum olarak sayılacak olurlarsa, ortaya saçmalık çıkar. Bu koşul hiçbir kuraldışı olmaksızın keyfi sayılardaki her tür parçacık için geçerlidir.

That it is, in fact, no such thing can be reasoned in other ways. For one thing, there is Werner Heisenberg’s famous uncertainty principle, according to which a particle cannot simultaneously have a well-defined position and a sharply defined velocity. This uncertainty implies that we cannot be sure that the same particle could ever be observed twice. Another conclusive reason for not attributing identifiable sameness to individual particles is that we must obliterate their individualities whenever we consider two or more interacting particles of the same kind, for example, the two electrons of a helium atom. Two situations that are distinguished only by the interchange of the two electrons must be counted as one and the same; if they are counted as twoequal situations, nonsense obtains. This circumstance holds for any kind of particle in arbitrary numbers without exception.
[Olasılık Mantığı Ve Quantum Kuramı.]

Birçok kuramcı büyük bir olasılıkla önceki uslamlamayı kabul edecek ve bireysel parçacığın saptanabilir özdeşlik ya da aynılık gösteren iyi-tanımlı bir sürekli kendilik olmadığını onaylayacaktır. Gene de, düşüncelerinde ve tartışmalarında bireysel parçacığa ilişkin bu kabul edilemez kavram büyük bir rol oynamayı sürdürmektedir. Şimdi sağduyulu anlamını kavramanın çoğu kez güç olduğu oldukça bulanık bir terminoloji ile kuşatılan ‘‘quantum sıçramaları’’ inancının kökleri daha da derinde yatar. Örneğin quantum kuramının yerleşmiş sözlüğündeki önemli bir sözcük bir düzlemden bir başkasına geçişe göndermede bulunan ‘‘olasılık’’tır. Ama, herşey bir yana, bir olayın olasılığından ancak arada bir edimsel olarak yer aldığı sayıltısı üzerine söz edilebilir. Eğer yer alıyorsa, geçiş birdenbire olmalıdır, çünkü ara evreler yadsınır. Dahası, eğer zaman alırsa, önceden görülmeyen bir karışıklık tarafından ortada kesintiye uğratılabilir. Bu olanak kişiyi bütünüyle boşlukta bırakır.

Most theoreticians will probably accept the foregoing reasoning and admit that the individual particle is not a well-defined permanent entity of detectable identity or sameness. Nevertheless, this inadmissible concept of the individual particle continues to play a large role in their ideas and discussions. Even deeper rooted is the belief in ‘‘quantum jumps,’’ which is now surrounded with a highly abstruse terminology whose commonsense meaning is often difficult to grasp. For instance, an important word in the standing vocabulary of quantum theory is ‘‘probability,’’ referring to transition from one level to another. But, after all, one can speak of the probability of an event only assuming that, occasionally, it actually occurs. If it does occur, the transition must be sudden, since intermediate stages are disclaimed. Moreover, if it takes time, it might be interrupted halfway by an unforeseen disturbance. This possibility leaves one completely at sea.
Cisimciğe karşı dalga ikileminin dalga alanının yalnızca verili bir konumdaki ve verili özelliklerdeki bir parçacığı orada arandığında bulmanın olasılığını hesaplamak için işe yaradığı ileri sürülerek çözülmesi gerekir. Ama bir kez dalgalar olgusallıktan yoksun bırakılır ve onlara yalnızca bir tür bilgilendirme rolü verilecek olursa, kesikli tekil parçacıkların bileşik eylemi temelinde girişim ve kırınım fenomenlerini anlamak çok güçleşir. Parçacık izlerini dalgaların terimlerinde açıklamak dalga fenomenlerini cisimciklerin terimlerinde açıklamaktan daha kolay görünür. The wave versus corpuscle dilemma is supposed to be resolved by asserting that the wave field merely serves for the computation of the probability of finding a particle of given properties at a given position if one looks for it there. But once one deprives the waves of reality and assigns them only a land of informative role, it becomes very difficult to understand the phenomena of interference and diffraction on the basis of the combined action of discrete single particles. It seems easier to explain particle tracks in terms of waves than to explain the wave phenomenon in terms of corpuscles.
[Olgusal Varoluş]

‘‘Olgusal varoluş’’ hiç kuşkusuz birçok felsefe tazısı tarafından neredeyse ölesiye kovalanmış bir anlatımdır. Yalın, saf anlamı bizler için hemen hemen yitmiştir. Dolayısıyla, başka birşeyi anımsamak istiyorum. Bir cisimciğin bir birey olmadığından söz ettim. Sözcüğün sağın anlamında konuşursak, kişi hiçbir zaman aynı parçacığı bir ikinci kez gözlemez — tıpkı Herakleitos’un ırmak konusunda söyledikleri gibi. Bir elektronu işaretleyemez, onu kırmızıya boyayamazsınız. Aslında, onu işaretli olarak düşünmemelisiniz bile; eğer düşünürseniz, ‘‘saymanız’’ yanlış olacak , ve termodinamikte ve başka yerlerde çizgi izgelerinin yapısı için her adımda yanlış sonuçlar alacaksınız. Öte yandan, bir dalga kolayca onun kuşkunun ötesinde tanınmasını sağlayan bireysel bir yapı ile damgalanabilir. Denizdeki bir gemiye yol gösteren fener ışıklarını düşünün. Işık belli bir koda göre parlar; örneğin üç saniye ışık, beş saniye karanlık, bir saniye ışık, beş saniyelik bir başka ara, ve yine üç saniyelik ışık — ve kaptan bunun San Sebastian olduğunu bilir. Ya da telsiz telefon yoluyla Atlantik’in öte yakasındaki bir dostla konuşursunuz, ‘‘Merhaba, Edward Meier konuşuyor,’’ ve bilirsiniz ki sesi radyo dalgası üzerine başka herhangi birinden ayırdedilebilecek bir yapıyı damgalamıştır. Ama bu kadar ileri gitmek gerekmez. Eğer karınız bahçeden ‘‘Francis!’’ diye seslenirse, bu tam olarak aynı şeydir, yalnızca yapı ses dalgaları üzerine basılmıştır ve yolculuk kısadır (gerçi Atlantik karşısındaki radyo dalgalarının yolculuğundan biraz daha uzun zaman alsa da). Tüm sözel iletişimimiz damgalı bireysel dalga yapıları üzerine dayanır. Ve, aynı ilkeye göre, sinema ya da televizyon görüntüsü yoluyla bize hızlı ardışıklık içinde ne büyük bir ayrıntılar varsıllığı iletilir!

‘‘Real existence’’ is, to be sure, an expression that has been virtually chased to death by many philosophical hounds. Its simple, naive meaning has almost become lost to us. Therefore, I want to recall something else. I spoke of a corpuscle’s not being an individual. Properly speaking, one never observes the same particle a second time—very much as Heraclitus says of the river. You cannot mark an electron, you cannot paint it red. Indeed, you must not even think of it as marked; if you do, your ‘‘counting’’ will be false and you will get wrong results at every step—for the structure of line spectra, in thermodynamics and elsewhere. A wave, on the other hand, can easily be imprinted with an individual structure by which it can be recognized beyond doubt. Think of the beacon fires that guide ships at sea. The light shines according to a definite code; for example, three seconds light, five seconds dark, one second light, another pause of five seconds, and again light for three seconds-the skipper knows that is San Sebastian. Or you talk by wireless telephone with a friend across the Atlantic; as soon as he says, ‘‘Hello there, Edward Meier speaking,’’ you know that his voice has imprinted on the radio wave a structure which can be distinguished from any other. But one does not have to go that far. If your wife calls, ‘‘Francis!’’ from the garden, it is exactly the same thing, except that the structure is printed on sound waves and the trip is shorter (though it takes somewhat longer than the journey of radio waves across the Atlantic). All our verbal communication is based on imprinted individual wave structures. And, according to the same principle, what a wealth of details is transmitted to us in rapid succession by the movie or the television picture!
HİDROJEN İZGESİ özdeğin temel bir bileşeninin, elektronun davranışını anlatır. Yukarıda izge çiz- gilerinin Balmer dizisinin bir parçası gösteriliyor. Her bir çizgi atomun elektronunun enerjisindeki bir değişimin sonucudur.
HYDROGEN SPECTRUM expresses the behavior of a fundamental constituent of matter, the electron. Shown above is a part of the Balmer series of spectral lines. Each line is the result of a change in energy of the atom’s electron.
BOHR KURAMI hidrojenin özel çizgilerini bir yörüngede çekirdek çevresinde dönen noktamsı bir elektron konutlayarak açıkladı. Birinden ötekine düşerken, elektron dalgaboyu izge çizgilerinden birinin dalgaboyu olan hafif enerji yayar.
BOHR THEORY explained special lines of hydrogen by postulating a pointlike electron revolving around the nucleus in an orbit. In falling from one to another, the electron emits light energy whose wavelength is that of one of the spectral lines.
DALGA DÜZENEKBİLİMİ elektronu bir nokta kütle olarak değil ama atomda ileri geri çalkalanan durağan bir dalga olarak görür. Kimi titreşim kipleri olanaklıdır (sol), başkaları değil (sağ). Olanaklı kipler Bohr’un kuramının olanaklı enerji düzeylerine denk düşer.
WAVE MECHANICS sees the electron not as a point mass but as a standing wave washing to and fro in the atom. Some modes of vibration are possible (left), others are not (right). The possible modes match the Bohr theory’s possible energy levels.
Bu özellik, dalga fenomeninin bireyselliği, daha şimdiden oldukça belirgin bir düzeye dek parçacıkların çok daha ince dalgalarında bulunmuştur. Bir örnek yeterli olmalıdır. Sınırlı bir oylumda bir gaz, diyelim ki helyum, ya birçok helyum atomunun bir toplamı olarak ya da özdek dalgalarının öğesel dalga dizilerinin bir üst-konumlanması [superposition] olarak düşünülebilir. Her iki görüş de gazın ısıtma, sıkıştırma vb. üzerine davranışları açısından aynı kuramsal sonuçlara götürür. Ama gaza biraz karışık belli numaralamalar uyguladığınızda, bunları yaklaşımınızı belirleyen ansal tabloya göre değişik yollarda yerine getirmeniz gerekir. Eğer gazı parçacıklardan oluşuyor olarak alırsanız, onlara hiçbir bireysellik yüklenmemelidir. Ama eğer parçacıklar yerine özdek dalga-dizileri üzerinde yoğunlaşırsanız, bu dalga dizilerinden her birinin başka herhangi birinden ayrı olan iyi-tanımlı bir yapısı vardır. Hiç kuşkusuz birbirlerine öylesine benzer dalga çiftleri vardır ki, gaz üzerinde göze çarpar herhangi bir etki olmaksızın rolleri değiştirebilirler. Ama eğer bu yolda oluşan bir çok benzer durumu salt tek bir durum olarak sayacak olursanız, sonuç oldukça yanlış olacaktır. This characteristic, the individuality of the wave phenomenon, has already been found to a remarkable extent in the very much finer waves of particles. One example must suffice. A limited volume of gas, say, helium, can be thought of either as a collection of many helium atoms or as a superposition of elementary wave trains of matter waves. Both views lead to the same theoretical results as to the behavior of the gas upon heating, compression and so on. But when you attempt to apply certain somewhat involved enumerations to the gas, you must carry them out in different ways according to the mental picture with which you approach it. If you treat the gas as consisting of particles, no individuality must be ascribed to them. If, however, you concentrate on the matter wave trains instead of on the particles, every one of the wave trains has a well-defined structure that is different from that of any other. It is true that there are many pairs of waves so similar to each other that they could change roles without any noticeable effect on the gas. But if you should count the very many similar states formed in this way as merely a single one, the result would be quite wrong.
Herşeye karşın, quantum sıçraması ve bireysel cisimcik kavramlarını fiziğin sözlüğünden tam olarak atamayız. Henüz onlardan özdek yapısının birçok ayrıntısını betimlemelerini istiyoruz. Şimdilik bu parçacıkların bütünüyle somut ve olgusal şeyler olduklarını kabul etmeksizin, bir karbon çekirdeğinin ve bir hidrojen çekirdeğinin ağırlıklarının her biri birçok ondalık sağınlık düzeyinde nasıl belirlenebilir, ve birincinin onda bileşen 12 hidrojen çekirdeğinden biraz hafif olduğu nasıl saptanabilir? Bu görüş dalga dizilerinin yaklaşık irdelemesinden çok daha elverişlidir, öyle ki onsuz yapamayız, tıpkı kimyacının birleşme-bağı formüllerini gözardı etmemesi gibi, gerçi bunların oldukça karışık bir dalga-düzeneksel durumun aşırı bir yalınlaştırmasını temsil ettiklerini tam olarak kabul etse de. In spite of everything, we cannot completely banish the concepts of quantum jump and individual corpuscle from the vocabulary of physics. We still require them to describe many details of the structure of matter. How can one ever determine the weight of a carbon nucleus and of a hydrogen nucleus, each to the precision of several decimals, and detect that the former is somewhat lighter than the 12 hydrogen nuclei combined in it, without accepting for the time being the view that these particles are something quite concrete and real? This view is so much more convenient than the roundabout consideration of wave trains that we cannot do without it, just as the chemist does not discard his valence-bond formulas, although he fully realizes that they represent a drastic simplification of a rather involved wave-mechanical situation.
Eğer son olarak bana ‘‘Peki, bu cisimcikler gerçekten nedir?’’ diye sorarsanız, dürüstçe itiraf etmem gerekir ki bunu yanıtlamaya Sancho Panza’nın ikinci eşeğinin nereden geldiğini söyleyebileceğim denli hazırım. En çoğundan, parçacıkların dalga alanları içersindeki az çok geçici kendilikler olarak düşünülebildiği söylenebilir, ve bu alanların biçimleri ve genel davranışları gene de dalgaların yasaları tarafından öylesine açık ve keskin olarak belirlenmiştir ki, birçok süreç sanki bu geçici kendilikler tözsel sürekli varlıklarmış gibi yer alır. Parçacıkların öylesine sağınlıkla tanımlanan kütle ve yükleri o zaman dalga yasaları tarafından belirlenen yapısal öğeler arasında sayılmalıdır. Yük ve kütle sakınımı genelinde ‘‘büyük sayılar yasası’’ üzerine dayalı bir istatistiksel etki olarak görülmelidir. If you finally ask me: ‘‘Well, what are these corpuscles, really?’’ I ought to confess honestly that I am almost as little prepared to answer that as to tell where Sancho Panza’s second donkey came from. At the most, it may be permissible to say that one can think of particles as more or less temporary entities within the wave field whose form and general behavior are nevertheless so clearly and sharply determined by the laws of waves that many processes take place as if these temporary entities were substantial permanent beings. The mass and the charge of particles, defined with such precision, must then be counted among the structural elements determined by the wave laws. The conservation of charge and mass in the large must be considered as a statistical effect, based on the ‘‘law of large numbers.’’
Çeviren: Aziz Yardımlı (c) / İdea Yayınevi / 2014