Sözlük

Soldaki anahtar kelimelerden birini seçin…

OlasılıkEsas Rastgelelik

Okuma zamanı: ~10 min

Bu ders çoğunlukla bozuk para, zar ya da rulet çarkı gibi nesnelerin tamamen rastgele davrandığı varsayımı üzerine kuruldu. Fakat bu doğru değil - örneğin Edward Thrope’un ruletin sonucunu nasıl kestirdiğini görmüştük.

Bir bozuk para atalım: Yazı gelme ihtimali 0,5. Tam parayı atmadan önce paranın hangi yüzünün yukarı baktığını bilirsek, biraz daha iyi bir tahminde bulunabiliriz, 0,58 ya da 0,41 gibi. Ayrıca paranın ağırlığını ve boyutunu, açısını, konumunu ve elimizden ayrılırkenki hızını bilseydik, fizik kanunlarını - yer çekimi, sürtünme, hava direnci - kullanarak paranın hareketini modelleyebilir ve sonucu öngörebilirdik. Nihayetinde paranın her atomunun ve onları çevreleyen hava moleküllerinin konumlarını tam olarak bilseydik, bir bilgisayar simülasyonu yaparak sonucu isabetli olarak öngörebilirdik.

Aslında şunu iddia edebiliriz: Yazı tura atmak hiç de rastgele değildir, kaotiktir. Yani etki eden fizik kanunları o kadar karmaşık ki, başlangıç koşullarındaki(hız, açı) en ufak bir değişiklik bile sonucu dramatik bir şekilde değiştirebilir. Para atmayı oyunlarda ve kumarda kullanmamızın sebebi rastgele olması değil, sonucunu tahmin etmesi inanılmaz derecede zor(pratikte imkansız) olduğu içindir.

Aynı prensip, hayatta “rastgele” dediğimiz çoğu olay için geçerlidir, zar atma ve rulet çarkı dahil. Bunlar aslında rastgele değil, sadece sonuçlarını isabetli olarak hesaplayabilmek için gerekli matematiksel araçlara sahip değiliz.

Ancak esas rastgelelik vardır - örneğin maddenin temellerinde. Bir parça radyoaktif madde, zamanla bozunan milyonlarca atomdan oluşur. Bunlar tehlikeli radyasyon ışınları yayarken daha küçük atomlara ayrışırlar.

Fizikçiler bir atomun belli bir zaman aralığında bozunma olasılığını hesaplayabiliyorlar, ancak sıradaki bozunacak atomun hangisi olacağını bilmek, atomun her özelliğini bilsek bile, imkansızdır.

Diğer bir yandan, bütün bir parçanın zaman içinde bozunma oranı o kadar düzenlidir ki, bunu binlerce yıl önce oluşmuş fosillerin yaşını hesaplamak için kullanabiliyoruz. Bu yöntemin adı Karbon yaş tayini dir.

Radyoaktif bozunma, atomlar seviyesinde, atomların içinde etki gösteren çok küçük ölçekli kuvvetlerin etkisi sebebiyle ortaya çıkar. Bu etkiler Kuantum mekaniği aracılığı ile anlaşılabilir. Geçtiğimiz yüzyılda Max Planck ve Paul Dirac gibi fizikçiler, temel parçacıkların akla sığmaz bir özelliğe sahip olduğunu keşfettiler: bu parçacıklar aynı anda birden çok konumda bulunabiliyorlar. Belirli bir konumları yoktur, onun yerine, bu parçacıkların hangi konumda bulunmasının ne kadar olası olduğunu bize söyleyen bir olasılık dağılımına(dalga fonksiyonu da denir) sahiptirler.

Bu akıl almaz özellik Kuantum bilgisayarlarınca kullanılıyor. Bildiğimiz bilgisayarlar aynı anda sadece tek bir işlem yapabilirler. Kuantum bilgisayarları aynı anda pek çok işlem yapmak için atom altı parçacıkların özelliklerini kullanabilirler- ve bu onları çok daha hızlı yapıyor.

Kuantum mekaniğini tam olarak anlayamayız ya da açıklayamayız - sadece matematik teorilerimizin bunu öngördüğünü ve fiziksel ölçümlerimizin bunu desteklediğini kabullenebiliriz. İlginç kuantum etkileri sadece çok bir kaç atom gibi çok küçük ölçeklerde gözlemlendi, bizi günlük hayatımızda nasıl etkiledikleri henüz çok açık değil. Ancak doğanın esas rastgeleliği ortaya koyduğunu bildiğimiz tek etki de kuantum mekaniğinde karşımıza çıkıyor.

Archie