Doç. Dr. Furkan Semih Dündar’ın, Kuantum 101 adlı kitabı Say Yayınları’ndan çıktı. Dündar’la hem kuantum fiziğini hem de kitabını konuştuk.
Doç. Dr. Furkan Semih Dündar
Röportaj: Emrah Maraşo
GazeteBilim Genel Yayın Yönetmeni
Kitabınızı okurlara ithaf etmişsiniz. Bunun kişisel bilim serüveninizdeki yeri nedir?
İlgili kısımda bahsettiğim üzere kendim genç bir öğrenciyken popüler bilim kitapları sayesinde bilim merakımı tatmin edebilmiştim. Okuduğum kitapların fizikçi olmamdaki rolü oldukça önemli. Ben de kitabımı okurlarıma ithaf ettim ki belki içlerinden bazıları da ileriki yaşamlarında popüler bilim kitapları yazarak yeni nesil için bilgi ve merak kaynağı olabilirler.
Kuantumun tarihine ve kuramın fizikteki önemine kısaca değinir misiniz?
Kuantum fiziği 20. yüzyılın başlarında ortaya çıkan bir kavram. Örnek olarak antik çağlarda felsefi olarak atom fikri mevcut olsa da atomun bilimsel betimlemesi ancak kuantum fiziği ile mümkün olabilmiştir. Günümüzde fizik iki ana kavram üzerinden ilerliyor: 1) izafiyet kuramı ve 2) kuantum fiziği. Başka bir ifadeyle açıklayacak olursak kuantum fiziği, kütle çekimi hariç diğer tüm etkileşimleri idare eden bir yapı. Yani elektromanyetik etkileşim, güçlü etkileşim ve zayıf etkileşimi açıklayabiliyor. Bu ise teorinin uygulama sahasının çok geniş olmasına yol açıyor. Bundan dolayı kuantum kuramı fizikte oldukça önemlidir.
Maddenin doğasını anlamak için kuantuma neden ihtiyaç duyuyoruz?
İşin doğrusu maddeyi açıklamak için klasik fizik kullanılabilir. Örnek olarak iki tane 1 litrelik suyu bir kovaya dökersek kovada 2 litre su olur. Ya da Galileo’nun gerçekleştirdiği (düşünülen) serbest düşme deneyleri. Bunlar maddenin kuantum olmayan tasvirleri. Öte yandan maddeyi en temel düzeyde anlamak istersek kuantum fiziğine ihtiyaç duyarız. Bunun da başlıca sebebi atomların ve moleküllerin yapısının ancak kuantum fiziği ile tam olarak ifade edilebilmesidir. Özetle ifade etmek gerekirse, maddeyi her ne kadar klasik fizik ile açıklama durumları olsa da bildiğimiz kadarıyle en temel düzeyde bir anlayış için kuantum fiziği gerekir.
Neden akademide ağırlıklı olarak kuantum teorisinin Kopenhag Yorumu anlatılıyor? Kuantumun alternatif kuram ve yorumları neden önem taşıyor?
Kopenhag yorumu kuantum mekaniksel sistemlerin teorik ifadesi ve ölçüm istatistiklerini öngörmede oldukça başarılı. Her ne kadar “ölçüm paradoksu” gibi problemlerden muzdarip olsa da çoğu kişinin bu tarz “felsefi” problemlere ilgi duymaması ve sadece deney sonuçlarının tahmini gibi “işe yarar” kısımlara odaklanması bir sebep olabilir. Diğer bir sebep kimsenin ya umursamaması ya da merak etmemesi olabilir. Öte yandan Kopenhag yorumunun dışında pek çok yorum ve kendiliğinden çöküş kuramları gibi standart kuantum mekaniğinden farklı teoriler de mevcut. Eğer bir kimse fiziğe dair bütüncül bir kavrayış geliştirmek arzusundaysa kuantum mekaniğinin alternatif yorumları hakkında fikir sahibi olmalıdır.
Kitabınızda çok kapsamlı bir konuyu, anlaşılır ama aynı zamanda ders formatında yazdığınız izlenimine kapıldım. Amacınız bu muydu?
Değildi. Kitap içerdiği konular itibarıyla belirli bölümlerden oluşmuş vaziyette. Belki bu açıdan bir ders formatı izlenimi oluşmuş olabilir. Fakat kişiler modern fizik dersleri ile beraber ya da ona ilaveten bir okuma yapmak isterse bir ders kitabı olarak da istifade edilebilir elbette.
Kuantum gerçeği ve safsatası arasında nasıl bir fark var? Bu bakımdan kitabı kaleme alırken neyi amaçladınız?
Maalesef günümüzde “kuantum” kelimesi çok istismar ediliyor. Bu kitap bilimsel bir bakış açısı ile yazıldı. Okurların işin bilimi hakkında bilgi ve fikir sahibi olmaları amaçlandı. Bunun için yer yer ilgili bilimsel terimlerin İngilizce karşılıklarına yer verdim ki isteyen kendi başına daha fazla araştırma yapabilsin. Ayrıca kitabın sonunda oldukça geniş bir kaynakça ve ileri okuma bölümü mevcut.
Kuantum bizim geleceğimizi nasıl etkiliyor ve etkileyecek? Özellikle teknolojinin çokça konuşulduğu bugünlerde konuyla ilgili ne söylemek istersiniz?
Kuantum fiziği modern teknolojinin kalbinde yer alan bir fizik konusu. Çok yaygın bir örnek transistör gibi elektronik devre elamanlarının dahil olduğu yarı iletken teknolojisi. Bu teknoloji sayesinde bilgisiyarlar, akıllı telefonlar gibi cihazlar çalışıyor. Kuantum fiziğinin bu tarz uygulamalarına alışığız. İçinde bulunduğumuz ikinci kuantum devrimi ise maddeyi (ve ışığı) kuantum düzeyde çok daha fazla hassasiyetle manipüle edebildiğimiz bir çağa karşılık geliyor. Özel olarak kuantum bilgisayarlar, kuantum internet gibi konu başlıklarının ileride çokça önem kaznacağını düşünüyorum, şu anki önemlerine ilave olarak. Kuantum fiziğinin güvenli iletişim kurmak için (kuantum şifreleme) uygulamaları ise hayata geçti bile!
Beni heyecanlandıran başlıklardan biri de kuantumun bilgisayar teknolojisi ve yapay zekada nasıl kullanılacağı konusu. Kitabınızda da yer vermişsiniz. Ne dersiniz, bilişim ve yapay zekâya kuantum damga vuracak mı?
Kuantum bilgisayarlar günümüzde nispeten küçük çaplı olarak var olan ve yükseliş trendinde olan bir teknoloji. Zaman zaman “kuantum avantaj” haberlerini duyuyoruz. Kuantum avantaj ifadesi dijital bilgisayarlarla yapmanın çok uzun zaman alacağı hesapların kuantum bilgisayarlar ile çok daha kısa sürede ve daha az kaynak kullanılarak yapılması anlamına geliyor. Fakat kuantum bilgisayarların kapasite olarak biraz daha büyümesini beklemeliyiz diye düşünüyorum. Yapay zekâ konusu ise özellikle üretken yapay zekâ teknolojileri ile çoğu kişinin hayatına girdi bile! Yapay zekâ modelleri eğitilirken kuantum bilgisayarların avantajları da kullanılabilirse bu hem maliyetleri düşürür hem de modelin eğitim süresini kısaltabilir. Yeni gelişmeleri bekleyip göreceğiz.
Kitabınızda deneyleri, bilim tarihini hatta lahmacun örneğini kullanmışsınız. Bu bakımdan kuantumu anlamak, teknik sınırların ötesine geçmek ve bütünsel bir kavrayışa ulaşmak şeklinde yorumlanabilir mi?
Kitabı yazarken mümkün olduğunda analojiler bulmaya çalıştım. Lahmacun siparişi örneği çarpma işleminin yer değiştirme özelliği olmadığı bir durumu anlatmak içindi. Öte yandan kuantum fiziği hakkında bilgi ve fikir sahibi olmak eğer evreni anlama çabası içindeyseniz kesinlikle elzemdir. Çünkü kütle çekimi hariç diğer tüm etkileşimler kuantum yapıda. Evreni anlama çabası dahilindeki diğer bir konu ise izafiyet kuramı fakat o bizim şu anlık konumuz değil.
GazeteBilim’de Kuantum Mekaniği ve Yorumları başlıklı bir ders dizisine başlıyorsunuz. Bu kapsamda kuantumu topluma öğretmek neden önemli?
Gün geçtikçe kuantum fiziğine dayalı teknolojilerin kapsamı genişliyor. Dolayısıyla bir kuantum çağı okuru olabilmek için kuantum fiziği hakkında en azından temel düzeyde de olsa bir fikir sahibi olmak çok kıymetli. Öte yandan ders serisinde kuantum mekaniğinin yorumlarına da değindim ki sadece tek bir anlatı olduğu düşünülmesin ve alternatif yaklaşımlar da bilinsin.
