David Deutsch: Çoklu Evreni Kelimesi Kelimesine Ciddiye Alan Fizikçi

1985 yılında Oxford'lu bir fizikçi, kimsenin inşa etmediği ve çok az kişinin gerekli gördüğü bir makineyi anlatan bir makale yayınladı: evrensel bir kuantum bilgisayar. Argümanı bunun yararlı olacağı değildi. Bilgisayar bilimindeki en derin ilkenin — tek bir makinenin herhangi bir fiziksel süreci simüle edebileceği yönündeki Turing (Alan Turing) iddiasının — ifade edildiği haliyle yanlış olduğu yönündeydi, çünkü evren kuantumdu ve Turing'in makinesi kuantum değildi. İlkeyi düzeltmek yeni türde bir bilgisayar gerektiriyordu. Neredeyse kırk yıl sonra bu makineler var, etraflarında bir endüstri büyüdü ve David Deutsch (David Deutsch) genellikle kuantum bilgisayarının babası olarak adlandırılıyor.

Hayfa'dan Oxford'a

David Elieser Deutsch (David Elieser Deutsch), 18 Mayıs 1953'te İsrail'in Hayfa şehrinde Yahudi bir ailenin çocuğu olarak doğdu. Londra'daki William Ellis Okulu'na gitti, Cambridge'deki Clare College'da Doğa Bilimleri okudu ve ardından Oxford Wolfson College'da Dennis Sciama (Dennis Sciama) ve Philip Candelas (Philip Candelas) gözetiminde eğri uzay-zamanda kuantum alan teorisi üzerinde çalışarak doktora çalışmalarına devam etti. Öğrencileri arasında Stephen Hawking (Stephen Hawking) ve Roger Penrose (Roger Penrose) bulunan Sciama, garip fikirleri ciddiye almaya istekli bir nesil İngiliz teorisyenin danışmanıydı — bu, Deutsch'un bundan sonra yaptığı şey için yararlı bir çıraklık dönemiydi.

Church-Turing-Deutsch İlkesi

1985 tarihli makale, kuantum Turing makinesini ve daha sonra Church-Turing-Deutsch ilkesi olarak bilinen kavramı tanıttı. Turing'in orijinal içgörüsü matematik hakkındaydı: evrensel bir makine hesaplanabilir olan her şeyi hesaplayabilir. Deutsch bunu fizik hakkında bir iddia olarak yeniden formüle etti — evrensel bir hesaplama cihazının herhangi bir fiziksel süreci simüle edebilmesi gerektiği ve fiziksel süreçler kuantum mekaniksel olduğundan, evrensel makinenin kendisinin de kuantum olması gerektiği.

Bu tipik bir Deutsch manevrasıdır. Mantıktaki soyut bir sonucu aldı ve bunun aslında dünya hakkında bir ifadey de ısrar etti, ardından sonuçları nereye giderse oraya kadar takip etti. Ortaya çıkan şey tüm bir teknolojinin teorik temeliydi.

Bunu somut sonuçlarla takip etti. Richard Jozsa (Richard Jozsa) ile birlikte Deutsch-Jozsa algoritmasını geliştirdi — bu, bir kuantum algoritmasının olası herhangi bir deterministik klasik algoritmadan üstel olarak daha hızlı olabileceğinin ilk gösterimlerinden biriydi. Pratik önemi olmayan yapay bir problemi çözer ve bu mesele değildir: kuantum bilgisayarların yalnızca daha hızlı değil, kategorik olarak farklı olduğuna dair bir varoluş kanıtıydı. Ayrıca gürültülü bir dünyada makinelerin inşa edilebilir olmasını sağlayan disiplin olan kuantum mantık kapıları ve kuantum hata düzeltme üzerine de çalıştı.

Dört İplikçik

Deutsch'un 1997 tarihli Gerçekliğin Dokusu (The Fabric of Reality) adlı kitabı modası geçmiş bir şeyi savundu: gerçeği anlamanın yolu her şeyi parça fiziğine indirgemek değil, birbirini karşılıklı olarak destekleyen dört derin teoriyi tanımaktır. Hugh Everett'in (Hugh Everett) kuantum mekaniğinin çoklu dünyalar yorumu birinci ve en önemlisidir. Karl Popper'ın (Karl Popper) gerçekçiliğe ve cesur varsayımlara vurgu yapan epistemolojisi ikincidir. Alan Turing'in (Alan Turing) hesaplama teorisi, Deutsch'un kendi Turing ilkesi tarafından evrensel Turing makinelerinden evrensel kuantum bilgisayarlara genişletilmiş hali, üçüncüdür. Richard Dawkins'in (Richard Dawkins) replikatörler ve memler ile Darwinizmi geliştirilmesi dördüncüdür.

Alım sıcak ama eleştiriden uzak değildi. The Guardian bunu derin ve iddialı bir kitap olarak nitelendirdi. The New York Times, bütünün bir araya gelip gelmediğini sorgularken içinde canlandırıcı derecede dolambaçlı, kışkırtıcı içgörüler buldu. Sonsuzluğun Başlangıcı (The Beginning of Infinity) 2011'de takip etti ve argümanı açıklayıcı bilginin içsel bir sınırı olmadığı iddia edilerek genişletildi.

Deutsch'un bilim felsefesine katkısı, üzerinde şiddetle durduğu bir ölçüttür: iyi açıklamaların varyasyonu zordur. Detayları zarar görmeden değiştirilebilecek bir teori hiçbir şey açıklamıyordur; iyi bir açıklamanın yaptığı iş tarafından sıkı bir şekilde kısıtlanan parçaları vardır.

Yapıcı Teorisi

2012'den beri Chiara Marletto (Chiara Marletto) ile çalışan Deutsch, kuantum hesaplamayı tüm fiziksel süreçleri kapsayan bir çerçeveye genelleştirme girişimi olan yapıcı teorisini geliştiriyor. Başlangıç koşulları ve hareket yasaları verildiğinde ne olduğunu açıklamak yerine yapıcı teorisi, hangi fiziksel dönüşümlerin mümkün ve hangilerinin imkansız olduğunu ve nedenini belirtmeyi önerir. Bu, fiziğin temellerini farklı bir temelde yeniden kurma girişimidir. Başarılı olup olmayacağı tamamen belirsizdir.

David Neden Dahi Olarak Anılıyor

Deutsch'un ayırt edici niteliği, herhangi bir teoriyi sadece bir hesaplama cihazı olarak ele almayı reddetmesidir. Kuantum mekaniği birçok dünya olduğunu söylediğinde, çoğu fizikçi bunu geçiştirilecek yorumlayıcı bir merak olarak ele aldı; Deutsch bunu kelimesi kelimesine doğru kabul etti ve bundan yararlanan bir makinenin neye benzeyeceğini sordu. Evrensel kuantum bilgisayar bu kelimecilikten çıktı. Aynı hamle onun çalışmalarının her yerinde tekrarlanır — Turing'in ilkesini mantık olarak değil fizik olarak ele almak, bilimin noktası olarak tahmini değil açıklamayı ele almak.

Tanınma oldukça büyüktür: 1998'de IOP Dirac Ödülü, 2008'de Kraliyet Cemiyeti Üyeliği, 2017'de ICTP Dirac Madalyası, 2021'de Isaac Newton Madalyası ve Temel Fizikte 2023 Atılım Ödülü. "Kuantum bilgisayarının babası" tanıtım amaçlı değil, yaygın olarak kullanılan bir tanımdır.

Karşı argüman gerçektir. Deutsch'un temel taahhütleri azınlık pozisyonları olmaya devam ediyor — çoklu dünyalar birkaç yorumdan biridir ve yapıcı teori henüz alanın dikkatini çekecek sonuçlar üretememiştir. O, ilke olarak neyin mümkün olduğunun bir teorisyenidir ve kuantum bilgisayarları inşa etmenin muazzam pratik emeği, kendisinin tasarlamadığı donanım üzerinde çalışan diğer kişiler tarafından yapılmıştır. Kitapları kanıttan ziyade tartışma çalışmalarıdır ve kapsamları, her şeyi açıkladıkları ve bu nedenle hiçbir şeyi kısıtlamadıkları suçlamasını davet eder. Everett'in çoklu dünyaları, Popper'ın epistemolojiyi, Turing'in hesaplamayı, Dawkins'in evrimsel çerçeveyi önerdiğini belirtmek de adildir — Deutsch'un sentezi gerçekten orijinaldir, ancak iplikçikler ödünç alınmıştır. Onun dehası, mevcut teorileri kendi sözleriyle almaktan ne çıktığını görmekte yatar; bu duyulandan daha nadir ve onursal unvanın ima ettiğinden daha dar bir kapasitedir.

Miras

Deutsch Oxford'daki Kuantum Hesaplama Merkezi'nde çalışıyor ve kağıt üzerinde kurduğu alan, arkasında milyarlarca dolar olan küresel bir araştırma işletmesi haline geldi. Yapıcı teorisi veya çoklu dünyalar yorumu ne olursa olsun, 1985 tarihli makale duruyor: kimsenin hayal etmediği bir hesaplama biçimini belirledi, bunun fizik tarafından ima edildiğini kanıtladı ve mühendislerin yetişmesini bekledi. Hâlâ yetişiyorlar.