Bilimsel yöntemin şekillenmesi, 16.yy Avrupa’sında başlayan ve ardında muazzam bir devrimle gerçekleşti. Evren, gizemli ve insan aklının ötesinde olmaktan çıkarak, mekanik ve düzenli bir nitelikle anlaşılmaya başlandı. Kopernik’in geliştirdiği kuramın ardından, güneş-dünya ve insan artık evrenin merkezi değil, sadece birçok gezegenden biri ve galaksimizin bir köşesinde, kendi bölgesinde dönen, oldukça gösterişsiz bir bölge olduğu anlaşıldı. İnsan merkezli evren ortadan kalktı. Bu büyük bir hayal kırıklığı yarattı. Ama çağımızın fizik bilimi insanı tekrar evrenin tam merkezine yerleştirdi. Uzun yıllar, bir deneydeki aynı başlangıç koşullarının her zaman aynı sonucu vereceği, deneycinin önemli olmadığı ve fiziksel dünyanın fiziksel bir gerçekliğe sahip olduğu kabul edildi. Oysa 1900’lerde gelişen KM bu bakış açısının tamamen karşısındadır.

Şekil. Schrödinger kedisi deneyinin deney düzeneği. A: Deney kutusu, B:radyoaktif madde, C: Geiger sayacı, radyoaktif madde salınım yapınca ölçüm yapar, D: Çekiç tutan ve Geiger sayacından gelen uyaranla hareket eden düzenek, E; İçinde zehirli uçucu madde olan cam şişe, F: Zavallı kedi ve G: Gözlemci, deneyci ya da fizikçi.

Bu nedenle ölçme ile ilgili ortaya çıkan sorular çok fazladır. Şimdiye kadar bilimin esas temelini oluşturan, bilimsel soruşturma yöntemlerini terk etmemiz mi gerekiyor? Sistemi, üst üste olma durumundan çıkartıp, nihai bir gerçekliğe indirgeyen nedir? Wigner’in arkadaşı mı? Kedi mi? Eğer bu bilinçli beynin bu sonucu ise, kedinin bilinçli olmadığını nereden biliyoruz? Ya da kutunun içinde kedi ile birlikte çekiç mi nihai sonuca ulaşmayı sağlıyor? Hiç bir insanın olmadığı bir ormanda bir ağacın yıkılması ses çıkarır mı? Kimse bakmadığında Ay orada mıdır? Apaçık olmayan ilkelerden çıkarılan sonuçların hiçbirisinin apaçık olmaması nedeni ile temel ilkelerimiz de mi bir sorun var? Doğru ilkelerimiz olduğunda ve onların ardından gittiğimizde, bir gün gelip mutlaka başka gerçeklerle karşı karşıya kalacaksak o gerçek nerededir? Descartes’in 17.yy’da dediği gibi bir sorunla mı karşı karşıyayız?;

“Böylece, felsefeyi incelemek ve bildiğimiz tüm gerçekleri sıkıca ortaya çıkarmak istiyorsak, ilk önce ön yargılardan kurtulmamız ve eskiden doğruluğuna inandığımız tüm düşünceleri ya da kanıları, yeniden gözden geçirinceye değin, yanlış olarak kabul etmemiz gerekmektedir. Bundan sonra zihnimizdeki kavramları yenibaştan incelemek […]”

Bu ifadeyi dikkate alarak, daha önceki felsefi düşüncelerimizden tam olarak sıyrılamadığımızdan mı kuantum mekaniğinin felsefi yorumunu uygun şekilde yapamıyoruz? O zaman, bir şekilde zihnimizin derinliklerinde var olan eski düşünceleri bir kenara koymak için beynimizi elimize alıp bir sünger gibi sıkmanın zamanı geldi galiba. Eski felsefeye bağlı olmak, adeta bir ayak bağı gibi. Kuantum mekaniğinin doğurduğu yeni düşünceleri anlamamız önünde bir engel gibi durmakta. Aklımız gerektiği şekilde kullanıldığımızda, doğru düşünmeye ve en üstün bilgiye kavuşmaya yetenekli olduğuna göre, bu sorununu çözmemek için bir neden yoktur.

Paul Davies “Fiziksel bilimin amacı bu kişileştirilmiş ve yarı öznel dünya görüşünden kurtulmak ve gözlemciden bağımsız olan bir gerçeklik modeli inşa etmektir. Bu amacı elde edebilmek için kullanılan geleneksel yöntemler; tekrarlanabilir deneyleri makine ile ölçüm, matematik denklemlerdir. Bilim tarafından sunulan bu nesnel model ne kadar başarılıdır? Onu algılayan insanlardan bağımsız olarak var olan bir dünya gerçekten tarif edilebilir mi?” diye sorar. Tarif edilirse de nasıl tarif edilebilir. Stephen Hawking “Evreni olduğu şekilde görürüz, çünkü varız.” diyerek bir yanıt verir. Hiç kimsenin olmadığı bir ormanda, uzun süreli bir ses kaydı yapsak ve daha sonra bunları dinlesek, eğer yıkılarak ses çıkaran bir ağaç varsa onu duymayacak mıyız? Ya da ormandaki kuş seslerini kaydedemeyecek miyiz? Mantıksal açıdan elbette ki duyacağız ve kaydedeceğiz!

Kuantum mekaniğindeki ölçme sorunun altından kalkmak için, önce sorunun temelinin nereden kaynaklandığını anlamaya çalışmak gerekir. Sorunun kaynaklandığı noktayı bulmak hemen hemen sorunu çözmekle eşanlamlı gibidir. Dolayısı ile olası sorun noktalarını gözden geçirelim.

Schrödinger'in Bahtsız Kedisi
Schrödinger'in tasarladığı deneyde, bir kedi çevreden mükemmel biçimde yalıtılmış bir kutunun içinde, yarı ömrü 10 dakika kadar olan bir radyoaktif atom ile beraber konur. Schrödinger, radyoaktif atomun kendiliğinden üst üste gelme durumuna girdiği bilgisinden yararlanarak makroskobik olan kediyi de üst üste sokabileceğini düşünerek bu deney tasarlanmıştır.

Radyoaktif bir atomu yalnız başına (gözlemci olmadan) bırakırsanız, bozunmuş ve bozunmamış durumların üst üste gelmesiyle oluşan bir duruma girer. Yarı ömrü 10 dakika olan Azot–13 çekirdeğini alıp 10 dakikanın sonunda durumunun ne olduğuna bakacak olursanız, sonuç ya bozunmuş ya da bozunmamış olacaktır. Yani her bir seçeneğin olasılığı %50’dir. Üst üste gelmiş durumda, bozunmuş ve bozunmamış durumun olasılığı eşit olur. Kedi deneyine gelince; kutu içinde bir algılayıcı, çekirdek bozunduğunda çıkan ışımayı algılar algılamaz, bağlı bulunduğu düzeneği harekete geçirir ve şişedeki zehirli gazı serbest bırakır. Bu gazdan etkilenen kedi ölür. Kedi şanslıysa, atom bozunmaz ve algılayıcı uyarılmadığından kedi hayatta kalır. Ancak kutu açılana ve içine bakılana kadar, tıpkı bozunan çekirdek gibi kedi de canlı ya da ölü olduğu durumların üst üste binmesi ile oluşan bir duruma girer. On dakika sonra kedi ne haldedir? Ölü, diri ya da hem ölü hem de diri!

Schrödinger’in kedisi deneyini oyun kartları kullanarak da yapabiliriz. Bir oyun kartı çok ideal şekilde dik denge durumda bırakıldığında, klasik fiziğe göre çevreden bir etki olmazsa sonsuza kadar bu şekilde kalır. Schrödinger’in kedisi deneyi ya da kuantum mekaniğine göre düşünüldüğünde kart birkaç saniye sonra düşecektir. Ancak, çok iyi dengelenmiş ise iki yöne düşecektir: sağa ya da sola. Yani, düşmeden önce bu yönler üst üste binme durumundadır.

Kuantum mekaniğindeki bu ölü+diri kedi durumu ciddi bir sorun doğurmuş ve bu ölçme sorunu olarak adlandırılmıştır. Ölçmeyi yapan gözlemci (insan-beyin-bilinç-zihin-akıl) deneye ya da düzeneğe katıldığında daha karmaşık sorunlara neden olmaktadır. Bu soruna değişik okullar ve önde gelen biliminsanları tarafından farklı yanıtlar oluşturulmuştur. Ve halen de oluşturulmaktadır. Şimdi kedinin hem ölü hem de diri olarak bir arada olduğu durum üzerine yapılan yorumları gözden geçirelim.

1. Kopenhag Yorumu
Kedinin aynı anda hem ölü hem de diri olduğu nasıl anlaşılır? Dışarıda olan, (bilinçli) bir deneyci sonucu görmek için kapağı açtığında olan olur! Niels Bohr ve David Bohm’un öncülük ettiği Kopenhag yorumuna göre (Ortodoks yorumu da denir), kapağı açma ile kedinin görülmesi “ölçme” işlemidir. Her fiziksel sistemin durumu gözlem ile bir çeşit “çökmeye” uğrar. Ölçme işlemi, çoklu konumların üst üste binmesiyle yani iki seçeneğin bir arada olmasıyla (superposition=ölü+diri) oluşan durumu kedinin tek bir durumuna çökmüştür (ölü ya da diri). Kedi, dışarıdaki gözlemcinin etkisinden dolayı canlı ya da ölü olduğu duruma göre çökme yaşar. Dolayısıyla, deneyci kediyi günlük yaşamdan alışık olduğu algılama duruma göre canlı ya da ölü görür. Gözlemci hiç bir zaman, üst üste binmiş canlı+ölü kedi durumu göremez. Peki, deneyci kedinin üst üste gelmiş durumunu anlayabilir ya da algılayabilir mi? Yani, kapağı açıp bakmadan kedinin sonu hakkında bir fikri olabilir mi?

Kuantum mekaniğinin başlıca sorunlarından biri, sonucun gözlemci tarafından öğrenilmesinden sonra mı, yoksa cihaz tarafından kaydedilmesinden sonra mı ölçmenin tamamlanmış kabul edileceğidir. Daha sonra da görüleceği gibi, kuantum mekaniğinin Kopenhag yorumuna göre, ölçümün yapılmış olduğunun bilinmesi, gözlemcinin ölçmeden önce var olan bilgisel halinde değişiklik yapar. Yani, bilgi azalmasına neden olur. Gözlemcinin bilgisel halini, gözlemcinin ölçüm süreci sonunda edinmiş olduğu deneye dayalı bilgi belirler. Bu bilgi halleri, gözlemcinin bilgisel haline (öznel) bağlıdır. Bahsedilen ilişkiden dolayı, fiziksel gerçeklikte gerçekleşmiş bir hal ile gerçekleşeceği ileri sürülen hal arasına “öznel gözlemci” faktörü yerleştirilir. Bu öznellikten kurtulmak mümkün değildir.

Dünya iki parçaya ayrılır: kuantum varlıkları (olasılık dalgaları) ve klasik ölçüm araçları olan gerçek nesneler. Gerçek nesnelerle, sadece bir ölçüm sonucu bulunanlar gerçek kabul edilebilir. Bunun dışında gerçek hakkında hiçbir şey söylenemez. Elimize deney yapmak için bir atom aldığımızda ve bir süre sonra deneyi yapacaksak, atomun hazırlanmasıyla deneyin yapılması arasında geçen sürede, atom hakkında, şu ya da bu doğrudur demek mümkün değildir. Sadece atomu doğrudan gözlemlediğimiz/ölçüm yaptığımız zaman anında sistemde “çökme” oluştuğundan, ancak o durumdan sonra gerçeklikten bahsedebiliriz.