„Kiekvienas, kuris nėra sukrėstas kvantinės teorijos, to nesupranta“, – sakė kvantinės teorijos įkūrėjas Nielsas Bohras.
Klasikinės fizikos pagrindas yra nedviprasmiškas pasaulio programavimas, kitaip Laplaso determinizmas, atsiradus kvantinei mechanikai jį pakeitė invazija į neapibrėžtumo ir tikimybinių įvykių pasaulį. Ir čia minties eksperimentai pravertė teoriniams fizikai. Tai buvo taškai, ant kurių buvo išbandytos naujausios idėjos.

„Šrodingerio katė“ yra minties eksperimentas , kurį pasiūlė Erwinas Schrödingeris, su kuriuo jis norėjo parodyti kvantinės mechanikos neužbaigtumą pereinant nuo subatominių sistemų prie makroskopinių sistemų.

Katė dedama į uždarą dėžę. Dėžutėje yra mechanizmas su radioaktyvia šerdimi ir nuodingų dujų talpa. Tikimybė, kad branduolys suirs per 1 valandą, yra 1/2. Jei branduolys suyra, jis įjungia mechanizmą, atidaro dujų indą ir katė miršta. Pagal kvantinę mechaniką, jei branduolys nėra stebimas, tai jo būsena apibūdinama dviejų būsenų superpozicija (susimaišymu) - suirusio branduolio ir nesuirusio branduolio, todėl dėžėje sėdinti katė yra ir gyva, ir mirusi. Tuo pačiu metu. Jei dėžė atidaroma, eksperimentatorius gali matyti tik vieną konkrečią būseną - „branduolys suiro, katė negyva“ arba „branduolis nesuiręs, katė gyva“.

Kada sistema nustoja egzistuoti? Kaip sumaišyti dvi būsenas ir pasirinkti vieną konkrečią?

Eksperimento tikslas- parodykite, kad kvantinė mechanika yra neišsami be tam tikrų taisyklių, nurodančių, kokiomis sąlygomis banginė funkcija žlunga (matuojant įvyksta momentinis objekto kvantinės būsenos pokytis), ir katė arba miršta, arba lieka gyva, bet nustoja būti abiejų mišinys.

Kadangi aišku, kad katė turi būti arba gyva, arba mirusi (tarp gyvybės ir mirties nėra būsenos), tai reiškia, kad tai galioja ir atominiam branduoliui. Jis būtinai bus arba suiręs, arba nesuiręs.

Schrödingerio straipsnis „Dabartinė kvantinės mechanikos situacija“, kuriame pristatomas minties eksperimentas su kate, buvo paskelbtas Vokietijos žurnale „ Gamtos mokslai“ 1935 m., kad aptartume EPR paradoksą.

Einsteino-Podolskio-Roseno ir Schrödingerio darbuose buvo aprašytas keistas „kvantinio susipynimo“ (terminas, kurį sukūrė Schrödinger) pobūdis, būdingas kvantinėms būsenoms, kurios yra dviejų sistemų (pavyzdžiui, dviejų subatominių dalelių) būsenų superpozicija.

Kvantinės mechanikos interpretacijos

Kvantinės mechanikos egzistavimo metu mokslininkai pateikė įvairių jos interpretacijų, tačiau šiandien labiausiai palaikomos „Kopenhagos“ ir „daugelio pasaulių“.

„Kopenhagos interpretacija“– šią kvantinės mechanikos interpretaciją suformulavo Nielsas Bohras ir Werneris Heisenbergas bendradarbiaudami Kopenhagoje (1927). Mokslininkai bandė atsakyti į klausimus, kylančius dėl bangų ir dalelių dvilypumo, būdingo kvantinei mechanikai, ypač į matavimo klausimą.

Kopenhagos interpretacijoje sistema nustoja būti būsenų mišiniu ir pasirenka vieną iš jų tuo momentu, kai vyksta stebėjimas. Eksperimentas su kate rodo, kad tokiu aiškinimu šio stebėjimo pobūdis – matavimas – nėra pakankamai apibrėžtas. Kai kurie mano, kad patirtis rodo, kad tol, kol dėžė uždaryta, sistema yra abiejose būsenose vienu metu, superpozicijoje būsenų „supuvęs branduolys, negyva katė“ ir „nesupuvęs branduolys, gyva katė“ ir atidarius dėžutę. , tada tik tada bangos funkcija susitraukia į vieną iš parinkčių. Kiti spėja, kad „stebėjimas“ įvyksta tada, kai į detektorių patenka dalelė iš branduolio; tačiau (ir tai pagrindinis momentas minties eksperimentas) Kopenhagos interpretacijoje nėra aiškios taisyklės, kuri pasakytų, kada tai įvyksta, todėl šis aiškinimas yra neišsamus, kol tokia taisyklė neįvedama arba nepasakyta, kaip ją galima įvesti. Tiksli taisyklė yra ta, kad atsitiktinumas atsiranda toje vietoje, kur pirmą kartą naudojamas klasikinis aproksimavimas.

Taigi galime remtis tokiu požiūriu: makroskopinėse sistemose kvantinių reiškinių nestebime (išskyrus supertakumo ir superlaidumo reiškinį); todėl, jei kvantinei būsenai pritaikome makroskopinės bangos funkciją, iš patirties turime daryti išvadą, kad superpozicija sugenda. Ir nors nėra visiškai aišku, ką reiškia, kad kažkas yra „makroskopiškas“, katė yra tikra, kad tai yra makroskopinis objektas. Taigi Kopenhagos aiškinimas nemano, kad prieš atidarant dėžutę katė yra painiojama tarp gyvo ir negyvo.

„Daugelio pasaulių interpretacijoje“ kvantinė mechanika, kuri matavimo proceso nelaiko kažkuo ypatingu, egzistuoja abi katės būsenos, bet dekohere, t.y. vyksta procesas, kurio metu sąveikauja kvantinė mechaninė sistema aplinką ir įgyja aplinkoje turimą informaciją arba kitaip „įsipainioja“ su aplinka. O kai stebėtojas atidaro dėžutę, jis susipainioja su kate ir iš to susidaro dvi stebėtojo būsenos, atitinkančios gyvą ir negyvą katę, ir šios būsenos tarpusavyje nesąveikauja. Tas pats kvantinės dekoherencijos mechanizmas yra svarbus „bendroms“ istorijoms. Pagal šį aiškinimą „bendra istorija“ gali būti tik „negyva katė“ arba „gyva katė“.

Kitaip tariant, atidarius dėžutę, visata skyla į dvi skirtingas visatas, kurių vienoje stebėtojas žiūri į dėžę su negyva kate, o kitoje – į gyvą katę.

„Wignerio draugo“ paradoksas

Wignerio draugo paradoksas yra sudėtingas Šriodingerio katės paradokso eksperimentas. Laureatas Nobelio premija, amerikiečių fizikas Eugene'as Wigneris pristatė „draugų“ kategoriją. Baigęs eksperimentą, eksperimentatorius atidaro dėžutę ir pamato gyvą katę. Katės būsena dėžutės atidarymo momentu pereina į būseną „branduolys nesuiręs, katė gyva“. Taigi laboratorijoje katė buvo pripažinta gyva. Už laboratorijos yra „draugas“. Draugas dar nežino, ar katė gyva, ar mirusi. Draugas atpažįsta katę kaip gyvą tik tada, kai eksperimentatorius jam pasako eksperimento rezultatą. Tačiau visi kiti „draugai“ dar neatpažino katės gyvos ir atpažins ją tik tada, kai jiems pasakys eksperimento rezultatą. Taigi, katė gali būti pripažinta visiškai gyva tik tada, kai visi žmonės Visatoje žino eksperimento rezultatą. Iki šio masto taško Didžioji Visata katė lieka pusiau gyva ir pusiau mirusi tuo pačiu metu.

Tai, kas išdėstyta aukščiau, naudojama praktikoje: kvantinėje kompiuterijoje ir kvantinėje kriptografijoje. Šviesolaidiniu kabeliu siunčiamas šviesos signalas dviejų būsenų superpozicijoje. Jei užpuolikai prisijungs prie kabelio kažkur per vidurį ir padarys signalo bakstelėjimą, kad galėtų pasiklausyti perduodamos informacijos, bangos funkcija žlugs (Kopenhagos interpretacijos požiūriu bus atliktas stebėjimas) ir šviesa pateks į vieną iš būsenų. Atliekant statistinius šviesos bandymus priimančiame kabelio gale, bus galima nustatyti, ar šviesa yra būsenų superpozicijoje, ar jau buvo pastebėta ir perduota į kitą tašką. Tai leidžia sukurti ryšio priemones, kurios neleidžia aptikti signalo perėmimo ir pasiklausymo.

Eksperimentas (kurį iš principo galima atlikti, nors dar nesukurtos veikiančios kvantinės kriptografijos sistemos, galinčios perduoti didelius informacijos kiekius) taip pat rodo, kad „stebėjimas“ Kopenhagos interpretacijoje neturi nieko bendro su stebėtojo sąmone, nes in tokiu atveju Visiškai negyva laido atšaka lemia statistikos pasikeitimą kabelio gale.

O kvantiniame skaičiavime Schrödingerio katės būsena yra ypatinga kubitų įsipainiojusi būsena, kurioje jie visi yra toje pačioje visų nulių arba vienetų superpozicijoje.

("Qubit" yra mažiausias elementas informacijai saugoti kvantiniame kompiuteryje. Ji leidžia dvi savąsias būsenas, bet gali būti ir jų superpozicijoje. Kai matuojama kubito būsena, jis atsitiktinai pereina į vieną iš savo būsenų.)

Realybėje! Mažasis „Šrodingerio katės“ brolis

Praėjo 75 metai nuo tada, kai pasirodė Schrödingerio katė, tačiau kai kurios kvantinės fizikos pasekmės vis dar prieštarauja mūsų kasdienėms idėjoms apie materiją ir jos savybes. Pagal kvantinės mechanikos dėsnius turėtų būti įmanoma sukurti „katės“ būseną, kurioje ji būtų ir gyva, ir mirusi, t.y. bus dviejų būsenų kvantinės superpozicijos būsenoje. Tačiau praktikoje tokių kvantinės superpozicijos sukūrimas didelis kiekis atomai dar nepasiekti. Sunkumas yra tas, kad kuo daugiau atomų yra superpozicijoje, tuo ši būsena mažiau stabili, nes išorinis poveikis linkęs ją sunaikinti.

Fizikams iš Vienos universiteto (publikacija žurnale Gamtos komunikacijos“, 2011) pirmą kartą pasaulyje pavyko parodyti organinės molekulės, susidedančios iš 430 atomų, kvantinį elgesį kvantinės superpozicijos būsenoje. Eksperimentuotojų gauta molekulė labiau primena aštuonkojį. Molekulių dydis yra apie 60 angstremų, o de Broglie bangos ilgis molekulei buvo tik 1 pikometras. Šis "molekulinis aštuonkojis" sugebėjo parodyti savybes, būdingas Schrödingerio katei.

Kvantinė savižudybė

Kvantinė savižudybė yra minties eksperimentas kvantinėje mechanikoje, kurį nepriklausomai pasiūlė G. Moravec ir B. Marshall, o 1998 metais išplėtė kosmologas Maxas Tegmarkas. Šis minčių eksperimentas, Schrödingerio katės minties eksperimento modifikacija, aiškiai parodo skirtumą tarp dviejų kvantinės mechanikos interpretacijų: Kopenhagos interpretacijos ir Evereto daugelio pasaulių interpretacijos.

Eksperimentas iš tikrųjų yra eksperimentas su Schrödingerio kate katės požiūriu.

Siūlomame eksperimente į dalyvį nukreipiamas ginklas, kuris šauna arba nešauna priklausomai nuo kurio nors radioaktyvaus atomo skilimo. Yra 50% tikimybė, kad ginklas išsisuks ir dalyvis mirs. Jei Kopenhagos aiškinimas yra teisingas, ginklas galiausiai suges ir dalyvis mirs.
Jei Evereto daugelio pasaulių interpretacija yra teisinga, tai dėl kiekvieno atlikto eksperimento visata suskyla į dvi visatas, iš kurių vienoje dalyvis lieka gyvas, o kitoje miršta. Pasauliuose, kuriuose dalyvis miršta, jis nustoja egzistuoti. Priešingai, nemirusio dalyvio požiūriu, eksperimentas bus tęsiamas, dalyviui nedingstant. Taip atsitinka todėl, kad bet kurioje šakoje dalyvis gali stebėti eksperimento rezultatą tik tame pasaulyje, kuriame išgyvena. Ir jei daugelio pasaulių interpretacija yra teisinga, dalyvis gali pastebėti, kad eksperimento metu jis niekada nemirs.

Dalyvis niekada negalės kalbėti apie šiuos rezultatus, nes išorinio stebėtojo požiūriu eksperimento rezultato tikimybė bus vienoda tiek daugybe pasaulių, tiek Kopenhagos interpretacijomis.

Kvantinis nemirtingumas

Kvantinis nemirtingumas yra minties eksperimentas, kilęs iš kvantinės savižudybės minties eksperimento ir teigia, kad, remiantis daugelio pasaulių kvantinės mechanikos aiškinimu, būtybės, turinčios gebėjimą suvokti save, yra nemirtingos.

Įsivaizduokime, kad eksperimento dalyvis šalia jo susprogdina branduolinę bombą. Beveik visose paralelinėse Visatose branduolinis sprogimas sunaikins dalyvį. Tačiau nepaisant to, turi būti nedidelis skaičius alternatyvių Visatų, kuriose dalyvis kažkaip išgyvena (tai yra, visatos, kuriose galimas gelbėjimo scenarijus). Kvantinio nemirtingumo idėja yra ta, kad dalyvis išlieka gyvas ir gali suvokti supančią tikrovę bent vienoje iš rinkinio visatų, net jei tokių visatų skaičius yra labai mažas, palyginti su visatų skaičiumi. visos įmanomos Visatos. Taigi laikui bėgant dalyvis supras, kad gali gyventi amžinai. Kai kurių šios išvados paralelių galima rasti antropinio principo sampratoje.

Kitas pavyzdys kyla iš kvantinės savižudybės idėjos. Šiame minties eksperimente dalyvis nukreipia į save ginklą, kuris gali iššauti arba ne, priklausomai nuo radioaktyvaus atomo skilimo rezultatų. Yra 50% tikimybė, kad ginklas išsisuks ir dalyvis mirs. Jei Kopenhagos aiškinimas yra teisingas, ginklas galiausiai suges ir dalyvis mirs.

Jei Evereto daugelio pasaulių interpretacija yra teisinga, tai dėl kiekvieno atlikto eksperimento visata suskyla į dvi visatas, iš kurių vienoje dalyvis lieka gyvas, o kitoje miršta. Pasauliuose, kuriuose dalyvis miršta, jis nustoja egzistuoti. Priešingai, nemirusio dalyvio požiūriu, eksperimentas tęsis, dalyviui nedingus, nes po kiekvieno visatos skilimo jis galės suvokti save tik tose visatose, kuriose išgyveno. Taigi, jei Everetto daugelio pasaulių interpretacija yra teisinga, dalyvis gali pastebėti, kad eksperimente jis niekada nemirs, taip „įrodydamas“ savo nemirtingumą, bent jau jo požiūriu.

Kvantinio nemirtingumo šalininkai atkreipia dėmesį, kad ši teorija neprieštarauja jokiems žinomiems fizikos dėsniams (ši pozicija toli gražu nėra vieningai priimta mokslo pasaulyje). Savo samprotavimuose jie remiasi šiomis dviem prieštaringomis prielaidomis:
- Teisingas Evereto daugelio pasaulių aiškinimas, o ne Kopenhagos interpretacija, nes pastaroji neigia paralelinių visatų egzistavimą;
– visi galimi scenarijai, kai dalyvis gali mirti eksperimento metu, apima bent nedidelį scenarijų poaibį, kai dalyvis lieka gyvas.

Galimas argumentas prieš kvantinio nemirtingumo teoriją yra tas, kad antroji prielaida nebūtinai išplaukia iš daugelio pasaulių Everetto interpretacijos ir gali prieštarauti fizikos dėsniams, kurie, kaip manoma, galioja visoms įmanomoms realybėms. Daugelio pasaulių kvantinės fizikos interpretacija nebūtinai reiškia, kad „viskas įmanoma“. Tai tik rodo, kad tam tikru laiko momentu visata gali būti suskirstyta į daugybę kitų, kurių kiekvienas atitiks vieną iš daugelio galimų rezultatų. Pavyzdžiui, manoma, kad antrasis termodinamikos dėsnis galioja visoms tikėtinoms visatoms. Tai reiškia, kad teoriškai šio dėsnio egzistavimas neleidžia formuotis paralelinėms visatoms ten, kur jis būtų pažeistas. Eksperimentuotojo požiūriu, to pasekmė gali būti tikrovės būsenos pasiekimas, kai jo tolesnis išgyvenimas tampa neįmanomas, nes tam reikėtų pažeisti fizikos dėsnį, kuris, remiantis anksčiau išdėstyta prielaida , galioja visoms įmanomoms realybėms.

Pavyzdžiui, aukščiau aprašytame branduolinės bombos sprogime gana sunku apibūdinti tikėtiną scenarijų, nepažeidžiantį pagrindinių biologinių principų, pagal kuriuos dalyvis išgyvens. Gyvos ląstelės tiesiog negali egzistuoti esant temperatūrai, kuri pasiekiama centre branduolinis sprogimas. Kad kvantinio nemirtingumo teorija išliktų galioti, būtina, kad arba įvyktų uždegimo pertrūkis (ir taip būtų išvengta branduolinio sprogimo), arba įvyktų koks nors įvykis, pagrįstas dar neatrastais arba neįrodytais fizikos dėsniais. Kitas argumentas prieš aptariamą teoriją gali būti gamtos buvimas visuose tvariniuose biologinė mirtis, kurio negalima išvengti nė vienoje iš paralelinių Visatų (bent jau šiame mokslo vystymosi etape)

Kita vertus, antrasis termodinamikos dėsnis yra statistinis dėsnis, ir niekam neprieštarauja svyravimų atsiradimas (pavyzdžiui, regiono, kurio sąlygos yra tinkamos stebėtojo gyvenimui, atsiradimas visatoje, kuri paprastai pasiekė terminės mirties būsena arba iš esmės galimas visų dalelių judėjimas dėl branduolinio sprogimo taip, kad kiekviena iš jų praskris pro stebėtoją), nors toks svyravimas įvyks tik labai mažoje dalyje. galimus rezultatus. Argumentas dėl biologinės mirties neišvengiamumo gali būti paneigtas ir remiantis tikimybiniais samprotavimais. Kiekvienam gyvam organizmui Šis momentas metu yra ne nulinė tikimybė, kad jis liks gyvas kitą sekundę. Taigi tikimybė, kad jis išliks gyvas ateinančius milijardus metų, taip pat yra ne nulis (nes tai yra produktas didelis skaičius nenuliniai faktoriai), nors ir labai maži.

Kvantinio nemirtingumo idėjos problematika yra ta, kad pagal ją save suvokianti būtybė bus „priversta“ patirti itin mažai tikėtinus įvykius, kurie įvyks situacijose, kuriose dalyvis tarsi miršta. Nors daugelyje paralelinių visatų dalyvis miršta, kelios visatos, kurias dalyvis gali subjektyviai suvokti, išsivystys pagal labai mažai tikėtiną scenarijų. Tai savo ruožtu tam tikru būdu gali sukelti priežastingumo principo pažeidimą, kurio prigimtis kvantinėje fizikoje dar nėra pakankamai aiški.

Nors kvantinio nemirtingumo idėja daugiausia kyla iš „kvantinės savižudybės“ eksperimento, Tegmarkas teigia, kad normaliomis sąlygomis Kiekviena mąstanti būtybė prieš mirtį išgyvena mažėjančio savimonės etapą (nuo kelių sekundžių iki kelerių metų), kuris niekaip nesusijęs su kvantine mechanika, o dalyvis neturi galimybės ilgiau egzistuoti pereidamas nuo vieno. pasaulį kitam, o tai suteikia jam galimybę išgyventi.

Čia sąmoningas protingas stebėtojas tik santykinai nedideliame skaičiuje galimų būsenų, kuriose jis išlaiko savimonę, ir toliau išlieka, taip sakant, „ Sveikas kūnas“ Tikimybė, kad stebėtojas, išlaikydamas sąmonę, liks suluošintas, yra daug didesnė nei tuo atveju, jei jis liks nepažeistas. Bet kuri sistema (taip pat ir gyvas organizmas) turi daug daugiau galimybių netinkamai funkcionuoti nei išlikti joje tobula forma. Boltzmanno ergodinė hipotezė reikalauja, kad nemirtingasis stebėtojas anksčiau ar vėliau išgyventų visas su sąmonės išsaugojimu suderinamas būsenas, įskaitant tas, kuriose jis jaus nepakeliamas kančias – ir tokių būsenų bus žymiai daugiau nei optimalaus organizmo funkcionavimo būsenų. Taigi, kaip siūlo filosofas Davidas Lewisas, turėtume tikėtis, kad daugelio pasaulių aiškinimas yra klaidingas.

Žymiausias kvantinės mechanikos paradoksas siejamas su austrų fiziko Erwino Schrödingerio vardu.

Tai minties eksperimentas, atliktas su įsivaizduojama kate, įdėta į uždarą dėžę. Dėžutėje yra nuodingų dujų talpykla, kuri atsidaro ir sunaikina katę, suirus radioaktyviajam branduoliui. Tikimybė, kad branduolys suirs per 1 valandą, yra 1/2.

Kvantinė mechanika teigia, kad jei branduolys nepastebimas, jo būsena yra dviejų galimų rezultatų mišinys. Tai yra, dėžėje sėdinti katė vienu metu yra ir gyva, ir mirusi, kol eksperimentatorius atidarė dėžę ir pamatė, kas iš tikrųjų atsitiko.

Yra sudėtinga Wignerio pasiūlyta eksperimento versija. Jei eksperimentatorius atidaro dėžutę ir pamato gyvą katę, laboratorijoje katė pripažįstama gyva. Tačiau tarkime, kad eksperimentuotojas turi draugą už laboratorijos ribų. Jis atpažįsta katę kaip gyvą tik tada, kai eksperimentatorius jam apie tai praneša. Tačiau visi kiti draugai dar neatpažino katės gyvos, kol jiems nebuvo pranešta apie rezultatą. Tai yra iki šios akimirkos kol visi žmonės Visatoje nežino eksperimento eigos, katė išlieka gyva ir mirusi vienu metu.

Atsirado dvi pagrindinės kvantinės mechanikos interpretacijos, skirtingai paaiškinančios Schrödingerio eksperimentą.

Kopenhagos interpretacijoje sistema pasirenka vieną iš dviejų galimų būsenų tuo momentu, kai vyksta stebėjimas.

Katės eksperimentas rodo, kad paties stebėjimo pobūdis nėra tiksliai apibrėžtas: ar jis vyksta tuo metu, kai atidaroma dėžutė, ar tuo metu, kai dalelė suyra? Bet kokiu atveju, prieš atidarant dėžutę, katė visiškai nesusipainioja tarp gyvųjų ir mirusiųjų, nes makroskopiniams objektams mikropasaulio dėsniai negalioja.

Daugelio pasaulių interpretacijos šalininkai nelaikykite matavimo proceso ypatingu: daroma prielaida, kad egzistuoja abi katės būsenos. Tačiau tuo metu, kai stebėtojas atidaro dėžutę, atsiranda dvi stebėtojo būsenos, kurios niekaip nesąveikauja viena su kita. Tai yra, Visata skyla į dvi kitas visatas, iš kurių vienoje stebėtojas mato negyvą katę, o kitoje – gyvą.

Šis aiškinimas atrodo fantastiškas, nors daugelis mokslininkų pripažįsta jos teisę egzistuoti lygiai taip pat kaip Kopenhagos.

Daugelio pasaulių teorija įkvėpė filmų „Prestižas“ (2006), „Šaltinio kodas“ (2011) kūrėjus, o tuo pačiu ja remiasi kai kurios kvantinės kriptografijos idėjos.

1935 m. didysis fizikas, Nobelio premijos laureatas ir kvantinės mechanikos įkūrėjas Erwinas Schrödingeris suformulavo savo garsųjį paradoksą.

Mokslininkas pasiūlė, kad paėmus tam tikrą katę ir įdėjus ją į nepermatomą plieninę dėžę su „pragariška mašina“, po valandos ji bus gyva ir mirusi vienu metu. Dėžutės mechanizmas atrodo taip: Geigerio skaitiklio viduje yra mikroskopinis kiekis radioaktyvios medžiagos, kuri per valandą gali suirti tik į vieną atomą; tuo pačiu metu su tokia pačia tikimybe jis gali ir nesuirti. Jei irimas įvyks, tada svirties mechanizmas veiks ir plaktukas sulaužys indą su vandenilio cianido rūgštimi ir katė mirs; jei nėra irimo, indas išliks nepažeistas, o katė bus gyva ir sveika.

Jei kalbėtume ne apie katę ir dėžutę, o apie subatominių dalelių pasaulį, tai mokslininkai pasakytų, kad katė yra ir gyva, ir mirusi vienu metu, tačiau makrokosmose tokia išvada yra neteisinga. Taigi kodėl mes naudojame tokias sąvokas, kai kalbame apie daugiau smulkios dalelės reikalas?

Schrödingerio iliustracija yra geriausias pavyzdys apibūdinti pagrindinį kvantinės fizikos paradoksą: pagal jos dėsnius tokios dalelės kaip elektronai, fotonai ir net atomai egzistuoja dviejose būsenose vienu metu („gyva“ ir „negyva“, jei prisimenate ilgai kenčiančią katę). Šios būsenos vadinamos superpozicijomis.

Amerikos fizikas Artas Hobsonas iš Arkanzaso universiteto (Arkanzaso valstijos universitetas) pasiūlė šio paradokso sprendimą.

„Kvantinės fizikos matavimai grindžiami tam tikrų makroskopinių prietaisų, tokių kaip Geigerio skaitiklis, veikimu, kurio pagalba nustatoma mikroskopinių sistemų – atomų, fotonų ir elektronų kvantinė būsena. sistema (dalelė) prie kažkokio makroskopinio prietaiso, išskiriant du skirtingos valstybės sistema, tada įrenginys (pavyzdžiui, Geigerio skaitiklis) pereis į kvantinio susipynimo būseną ir tuo pačiu metu atsidurs dviejose superpozicijose. Tačiau tiesiogiai šio reiškinio stebėti neįmanoma, todėl jis yra nepriimtinas“, – sako fizikas.

Hobsonas teigia, kad pagal Schrödingerio paradoksą katė atlieka makroskopinio prietaiso – Geigerio skaitiklio, prijungto prie radioaktyvaus branduolio, vaidmenį, kad nustatytų to branduolio skilimo arba „neskilimo“ būseną. Šiuo atveju gyva katė bus „nesuirimo“, o negyva – irimo rodiklis. Tačiau pagal kvantinę teoriją katė, kaip ir branduolys, turi egzistuoti dviejose gyvenimo ir mirties superpozicijose.

Vietoj to, anot fiziko, katės kvantinė būsena turėtų būti susieta su atomo būsena, o tai reiškia, kad jie yra vienas su kitu „nelokaliame ryšyje“. Tai yra, jei vieno iš įsipainiojusių objektų būsena staiga pasikeis į priešingą, tada pasikeis ir jo poros būsena, nesvarbu, kiek jie yra vienas nuo kito. Tai darydamas Hobsonas remiasi šia kvantine teorija.

„Kvantinio susipynimo teorijoje įdomiausia tai, kad abiejų dalelių būsenos pasikeitimas įvyksta akimirksniu: joks šviesos ar elektromagnetinis signalas nespėtų perduoti informacijos iš vienos sistemos į kitą. Taigi galima teigti, kad tai vienas objektas. padalintas į dvi erdvės dalis, kad ir koks didelis atstumas tarp jų būtų“, – aiškina Hobsonas.

Šriodingerio katė nebėra gyva ir mirusi vienu metu. Jis yra miręs, jei skilimas įvyksta, ir gyvas, jei skilimas niekada neįvyksta.

Pridurkime, kad panašius šio paradokso sprendimus per pastaruosius trisdešimt metų siūlė dar trys mokslininkų grupės, tačiau jie nebuvo vertinami rimtai ir liko nepastebėti plačiuose mokslo sluoksniuose. Hobsonas pažymi, kad kvantinės mechanikos paradoksų sprendimas, bent jau teoriškai, yra būtinas norint giliai suprasti.

Kas yra Šriodingerio katė, Šriodingerio katė, viskas apie Schriodingerio katę, Šriodingerio katės paradoksas, Šriodingerio katės eksperimentas, katė dėžutėje, nei gyva, nei negyva katė, ar Šriodingerio katė gyva, katės eksperimentas

Tai katė, kuri yra ir gyva, ir mirusi tuo pačiu metu. Jis skolingas dėl šios nelaimingos būklės Nobelio premijos laureatas fizikoje austrų mokslininkas Erwinas Rudolfas Josephas Alexanderis Schrödingeris.

Skyriai:

Eksperimento esmė / paradoksas

Katė yra uždaroje dėžėje su mechanizmu, kuriame yra radioaktyvi šerdis ir nuodingų dujų talpykla. Eksperimento charakteristikos parenkamos taip, kad tikimybė, kad branduolys suirs per 1 valandą, būtų 50%. Jei branduolys suyra, jis įjungia mechanizmą, atsidaro dujų balionėlis ir katė miršta. Pagal kvantinę mechaniką, jei branduolys nėra stebimas, tai jo būsena apibūdinama dviejų būsenų superpozicija (susimaišymu) - suirusio branduolio ir nesuirusio branduolio, todėl dėžėje sėdinti katė yra ir gyva, ir mirusi. iškart.

Kai tik atidarysite dėžutę, eksperimentuotojas turėtų matyti tik vieną būseną – „branduolys suiro, katė negyva“ arba „branduolis nesupuvo, katė gyva“. Tačiau nors procese nėra stebėtojo, nelaimingas gyvūnas lieka „miręs“.

Marginalizuotas

• Nelaimė niekada neateina viena
  Abejonių kelia ne tik uodeguoto dėžutės gyventojo sveikata, bet ir lytis: pirminiame eksperimente Schrödingerio katė vis dar buvo katė (die Katze).
• Nėra „negyvų“ kačių
  Svarbu prisiminti, kad Schrödingerio eksperimentas nebuvo skirtas įrodyti „negyvų“ kačių egzistavimą (ir, priešingai nei teigiama antroje žaidimo „Portalas“ dalyje, nebuvo sugalvotas kaip pasiteisinimas kačių žudymui). Akivaizdu, kad katė turi būti gyva arba negyva, nes nėra tarpinės būsenos.
  Patirtis rodo, kad kvantinė mechanika nesugeba apibūdinti makrosistemų (įskaitant katę) elgsenos: ji neišsami be tam tikrų taisyklių, nurodančių, kada sistema pasirenka vieną konkrečią būseną, kokiomis sąlygomis banginė funkcija žlunga ir katė arba lieka gyva. arba tampa miręs, bet nustoja būti abiejų mišiniu.

Interpretacijos Kopenhagos interpretacija neigia, kad prieš atidarant dėžutę katė yra susipainiojusi tarp gyvo ir negyvo. Kai kas mano, kad tol, kol dėžė uždaryta, sistema yra superpozicijoje būsenų „supuvęs branduolys, negyva katė“ ir „nesupuvęs branduolys, gyva katė“, o atidarius dėžutę, bangų funkcija žlunga. į vieną iš variantų. Kiti sako, kad „stebėjimas“ įvyksta, kai dalelė iš branduolio patenka į detektorių; tačiau, deja, Kopenhagos interpretacijoje nėra aiškios taisyklės, kuri pasakytų, kada tai atsitiks, todėl šis aiškinimas yra neišsamus, kol į jį neįvedama tokia taisyklė arba nepasakyta, kaip ją iš esmės galima įvesti. Evereto daugelio pasaulių interpretacija, skirtingai nei Kopenhagos, stebėjimo proceso nelaiko kažkuo ypatingu. Čia egzistuoja abi katės būsenos, bet dekohere – tai yra, kaip supranta autorius, šių būsenų vienybė sutrinka dėl sąveikos su aplinka. Stebėtojas, atidaręs dėžutę, įsipainioja (susimaišo) su kate, o tai sukuria dvi stebėtojo būsenas, kurių viena atitinka gyvą katę, o kita – negyvą. Šios būsenos viena su kita nesąveikauja. Katė kaip kompetentinga stebėtoja
Autorius tuo tiki galutinis žodis turėjo būti paliktas katinas, kuris, net jei jis nieko neišmano apie kvantinę mechaniką, tikrai yra geriau nei bet kas kitas informuotas apie savo būklę. Tačiau jo, kaip stebėtojo, kompetencija mokslininkams akivaizdžiai kelia abejonių. Išimtis yra Hansas Moravecas, Bruno Marshallas ir Maxas Tegmarkas, kurie pasiūlė modifikuoti Schrödingerio eksperimentą, vadinamą „kvantine savižudybe“, kuris yra eksperimentas su kate katės požiūriu. Mokslininkai siekė parodyti skirtumą tarp Kopenhagos ir daugelio pasaulių kvantinės mechanikos interpretacijų. Jei daugelio pasaulių interpretacija yra teisinga, katė, savo simpatijų džiaugsmui, tampa Tsoi ir visada lieka gyva, nes dalyvis gali stebėti eksperimento rezultatą tik tame pasaulyje, kuriame išgyvena.

• Nadav Katz iš Kalifornijos universiteto ir jo kolegos paskelbė laboratorinio eksperimento, kurio metu jiems pavyko „sugrąžinti“ dalelės kvantinę būseną, ir išmatavus šią būseną, rezultatus. Taigi galima išgelbėti katės gyvybę, nepaisant bangos funkcijos žlugimo sąlygų. Nesvarbu, ar jis gyvas, ar miręs: visada galite jį atgauti [nuoroda] .
• 2011-06-03 RIA Novosti pranešė, kad Kinijos fizikai sugebėjo sukurti aštuonių fotonų „Šrodingerio katė“[nuoroda] , kuri turėtų palengvinti ateities kvantinių kompiuterių kūrimą

Vaizdas kultūroje

Galbūt niekas nepadarė daugiau, kad populiarintų kvantinę mechaniką, nei vargšas katinas. Netgi labiausiai nuo šios sudėtingos žinių srities nutolę žmonės, nerimaujantys dėl tikriausiai kenčiančio gyvūno likimo, bando suprasti eksperimento subtilybes, tikėdamiesi, kad ne viskas taip blogai. Katė įkvepia menininkus ir populiariąją kultūrą.
Paminėsime pagrindinius jo pasiekimus:

Literatūra: Situaciją su Schrödingerio katinu aptaria pagrindiniai Douglaso Adamso knygos „Dirko švelnaus detektyvų agentūra“ veikėjai. Dano Simmonso knygoje „Endymion“ Pagrindinis veikėjas Raoul Endymion rašo savo pasakojimą, skrisdamas aplink Armagastą Schrödingerio „katės dėžėje“. Paskutiniame Roberto Heinleino knygos „Katė vaikšto per sienas“ trečdalyje pasirodo imbierinis katinas Pikselis, kuris turi Schrödingerio katės gebėjimą vienu metu būti dviejose būsenose. Terry Pratchett knygoje „The Cat No Fool“ su humoru aprašoma vadinamųjų „Šrodingerio kačių“ veislė, kilusi iš tos pačios Šrodingerio katės. Šis minties eksperimentas ne kartą minimas ir kituose Pratchett darbuose, pavyzdžiui, romane „Ponios ir ponai“. F. Gwynplain McIntyre pasakojime „Katiną Šriodingerį slauganti“ vienas iš veikėjų pasirodo esąs paties Schrödingerio augintinis katinas Tiblsas. Veiksmas iš tikrųjų vyksta aplink šią katę. humoristinis pasakojimas, dosniai pagardinta detalėmis iš įvairių fizikos sričių. Frederiko Pohlio mokslinės fantastikos romano „Kvantinių kačių atėjimas“ (1986) siužetas paremtas „gretimų“ visatų sąveikos idėja. Filosofinėje ir satyrinėje Nikolajaus Baytovo miniatiūroje „Šrodingerio katė“ Schrödingerio paradoksas išverstas iš vidaus: organizacija, vadinama „Atšaukiamo laiko lyga“, jau 50 metų be pertraukos stebi gyvą katę dėžėje, manydama, kad vykdomas stebėjimas – būsena, kurioje gyvena katė, neturėtų keistis. Lukjanenkos knygoje „Paskutinis budėjimas“ pagrindiniam veikėjui ant kaklo uždedama kilpa „Šriodingerio katė“, kurios ypatumas yra tas, kad magai nesupranta, ar ši būtybė gyva, ar ne. Minimas Grego Egano romane „Karantinas“, Christopherio Stasheffo fantazijoje „Gydytojas magas“, Gregory Dale'o Bearo apsakyme „Šriodingerio maras“; Lenkų rašytojas Sapkowskis mini Kodringerio katę. Mercy Shelley kiberpanko romane „2048“ sakoma, kad „vaikinas, kurio pavardė buvo panaši į failą, įdėjo vargšą biorgą į geležinę dėžę, kurioje nebuvo nieko, išskyrus nuodų buteliuką“. Svetlanos Širankovos eilėraštis „Šrodingerio katė“ turi labai įkvepiančią pradžią: „Daktare Šrodingeri, jūsų katė vis dar gyva“. Ekranas: Brolių Coenų filme „Rimtas žmogus“ studentas pareiškia profesoriui: „Aš suprantu negyvos katės eksperimentą“, o tai, žinoma, rodo priešingai. Filme „Repo Man“ („Kolekcionieriai“, rusiškai „Rippers“) pagrindinis veikėjas filmo pradžioje pasakoja apie nežinomą mokslininką, turintį katę. Ir ši katė yra „...ir gyva, ir mirusi tuo pačiu metu...“. Viename iš mokslinės fantastikos serialo „Žvaigždžių vartai SG-1“ epizodų pasirodo katė, vardu Schrödingeris. Pagrindinis mokslinės fantastikos serialo „Slithers“ veikėjas taip pat turi katę tuo pačiu vardu. Televizijos seriale „Stargate SG-1“ oranžinė katė, vardu Schrödinger, buvo padovanota ateiviui. Negyva katė Schrödingeris pasirodo TV seriale CSI: Las Vegas (8 sezonas, 15 serija: The Theory of Everything). Šriodingerio katė minima ir seriale „Teorija Didysis sprogimas“, kur, atsakydamas į merginos klausimą, ar jai reikėtų eiti į pasimatymą, herojus piešia analogiją su Schrödingerio katinu, o tai reiškia, kad kol nepabandysi, nesužinosi: „Penny, norėdamas sužinoti, ar katė yra gyvas ar miręs, man reikia atidaryti dėžę“. Televizijos seriale „Blakės“ Šriodingerio katės vaidmenį atliko Raudonojo Merkurijaus įkalčiai, esančiame įstrigtame seife. Japonų anime „Hellsing“ (OVA) (taip pat ir to paties pavadinimo mangoje) yra katės-žmogaus personažas Schrödingeris, kuris nėra nei gyvas, nei miręs, turi galimybę teleportuotis („būti visur ir niekur“). , ir yra visiškai nesunaikinamas. Anime „To Aru Majutsu no Index“, merginos paprašius kačiuką pavadinti Schrödingeriu, pagrindinis veikėjas atkreipia dėmesį į tai, kad katės negali vadintis tokiu vardu. Anime Shigofumi taip pat yra katė, vardu Schrödinger. Japoniškame anime ir žaidime Umineko no naku koro ni patirtis panaudota Battleriui bandant įrodyti magijos neįmanomumą (taip pat panaudota filmuose „Velnio įrodymas“, „Hempel's Crows“, „Laplace's Demon“). Viename iš Futuramos epizodų „Teisė ir orakulas“ Schrödingeris paslėpė narkotikus dėžutėje su kate. Komiksai/manga: Mažas komiksas apie Schrödingerio katę ir Maksvelo demoną. Jis mirė: katės Schrödingeris: ir kiti komiksai svetainėje joyreactor.ru. Žaidimai: Yra ieškojimo žaidimas „Kvantinės katės sugrįžimas“. Žaidime „Nethack“ yra pabaisa „Kvantinis mechanikas“, kuris kartais su savimi turi dėžutę su kate. Katės būklė nenustatoma tol, kol neatidaroma dėžutė. Žaidime „Half-Life 2“ laboratorijoje su teleporteriais buvo katė, apie kurią Barney „vis dar“ sapnuoja košmarus. Schrödingerio katės portretas taip pat randamas 1998 m. perdarytoje pagal Half-Life. – „Black Mesa“ (anksčiau vadinosi „Juodoji mesa: šaltinis“). Nuoroda į notaro patvirtintą ekrano kopiją. Kiekviename Bioshock lygyje nuošaliame kampe yra negyva katė, identifikuojama kaip Shrodinger. Antroje dalyje jį taip pat galite rasti – katė ilsisi vienoje iš ledo lyčių užšalusioje patalpoje su keturiomis stebėjimo kameromis kampuose. To paties pavadinimo NPC katė pasirodo japonų RPG Shin Megami Tensei: Digital Devil Saga. Pagrindinis žaidimo portalo šūkis „Tortas yra melas“ yra vienos iš Schrödingerio eksperimento rezultatų, būtent „ Katė gyvas." Antroje žaidimo dalyje katė taip pat nepamirštama. Eksperimento paminėjimą galima rasti Rusijos taisyklių knygoje stalo žaidimas„Vandenio amžius“. Katė netgi turi savo charakteristikų plokštelę - ji visiškai tuščia, todėl jos tarsi ir nėra. Muzika: Taip vadinamas nestandartinės muzikos festivalis „Šrodingerio katė“, surengtas su šūkiais „ Tikras gyvenimas- tikra mirtis - tikra muzika! ir „Ar Šredingerio katė gyva ar mirusi? Ir tu?" „Google“ taip pat praneša, kad pavadinimas „KoT Schrödinger“ yra beveik muzikinis labai mažos grupės iš Korolevo netoli Maskvos projektas. Britų grupės „Tears for Fears“ albume „Saturnine Martial and Lunatic“ yra to paties pavadinimo daina. Rusų grupė „Allein Fur“ Immer taip pat atlieka dainą tuo pačiu pavadinimu. Humoras: Bet koks pokštas apie Schrödingerio katę yra juokingas ir nejuokingas tuo pačiu metu. Schrödingeris ir Heisenbergas važiuoja greitkeliu į konferenciją, Schrödingeris vairuoja. Staiga pasigirsta trenksmas ir jis sustabdo mašiną. Heisenbergas žiūri į kelią:
- O Dieve, atrodo, kad pataikiau į katę!
- Jis mirė?
– Tiksliai negaliu pasakyti. Šriodingeris vaikščiojo po kambarį, ieškodamas keikčiojančio kačiuko, kuris sėdėjo dėžėje nei gyvas, nei negyvas. Įvairūs: Menininkai atkreipia dėmesį į Schrödingerio katiną, bandydami perteikti jo pozicijos dviprasmiškumą tapyba ir grafika. Taip pat šio gyvūno atvaizdus galima pamatyti ant marškinėlių ir puodelių. Negyvi ar gyvi teroristai kartais vadinami „Schrodingerio teroristais“. Iš garsios asmenybės Pavyzdžiui, Yasseras Arafatas buvo tokioje būsenoje, kai prieš mirtį buvo komoje, taip pat Osama bin Ladenas. „Absurdopedia“ teigimu, kiaulė kišenėje yra supaprastinta Schrödingerio katės eksperimento versija [nuoroda]. Stephenas Hawkingas perfrazavo tai, kas tapo frazė Hansas Jostas „Kai girdžiu apie kultūrą, aš tiesiu ranką į ginklą“ taip: „Kai išgirstu apie Schrödingerio katę, mano ranka tiesiasi prie ginklo! Tai paaiškinama tuo, kad, kaip ir daugelis kitų fizikų, Hawkingas laikosi nuomonės, kad „Kopenhagos mokyklos“ kvantinės mechanikos interpretacija be pagrindo pabrėžia stebėtojo vaidmenį. Dėl MEPhI teologijos katedros atidarymo internete paplito toks vaizdas:

Neseniai žinomame moksliniame portale „PostScience“ publikuotas Emilio Achmedovo autorinis straipsnis apie garsiojo paradokso atsiradimo priežastis, taip pat apie tai, kas jis nėra.

Fizikas Emilis Akhmedovas apie tikimybinį aiškinimą, uždaras kvantines sistemas ir paradokso formulavimą.

Mano nuomone, psichologiniu, filosofiniu ir daugeliu kitų atžvilgių sunkiausia kvantinės mechanikos dalis yra tikimybinis jos aiškinimas. Daugelis žmonių ginčijosi su tikimybine interpretacija. Pavyzdžiui, Einšteinas kartu su Podolskiu ir Rosenu sugalvojo paradoksą, paneigiantį tikimybinę interpretaciją.

Be jų, Schrödingeris taip pat ginčijosi su tikimybine kvantinės mechanikos interpretacija. Kaip loginį prieštaravimą tikimybinei kvantinės mechanikos interpretacijai, Schrödingeris sugalvojo vadinamąjį Šriodingerio katės paradoksą. Ją galima suformuluoti įvairiai, pavyzdžiui: tarkime, kad turite dėžę, kurioje sėdi katė, o prie šios dėžės prijungtas balionas mirtinų dujų. Prie šio cilindro jungiklio prijungtas kažkoks prietaisas, kuris leidžia arba neįleidžia mirtinas dujas, kuris veikia taip: yra poliarizacinis stiklas, o jei praeinantis fotonas yra reikiamos poliarizacijos, tai cilindras sukasi. įjungta, dujos teka į katę; jei fotonas yra netinkamos poliarizacijos, tai cilindras neįsijungia, raktas neįsijungia, cilindras nepraleidžia dujų į katę.

Tarkime, fotonas yra cirkuliariai poliarizuotas, o prietaisas reaguoja į tiesinę poliarizaciją. Tai gali būti neaišku, bet tai nėra labai svarbu. Su tam tikra tikimybe fotonas bus poliarizuotas vienaip, su tam tikra tikimybe – kitaip. Schrödingeris sakė: situacija susiklosto taip, kad tam tikru momentu, kol atidarysime dangtį ir nepažiūrėsime, ar katė negyva, ar gyva (ir sistema uždaryta), katė su tam tikra tikimybe bus gyva, o su kažkuo mirs. tikimybė. Gal nerūpestingai formuluoju paradoksą, bet galutinis rezultatas – keista situacija: katė nei gyva, nei mirusi. Taip suformuluotas paradoksas.

Mano nuomone, šis paradoksas turi visiškai aiškų ir tikslų paaiškinimą. Galbūt tai mano asmeninis požiūris, bet pabandysiu paaiškinti. Pagrindinė kvantinės mechanikos savybė yra tokia: jei aprašome uždarą sistemą, tai kvantinė mechanika yra ne kas kita, kaip bangų mechanika, bangų mechanika. Tai reiškia, kad jis apibūdinamas diferencialinėmis lygtimis, kurių sprendiniai yra bangos. Kur yra bangos ir diferencialinės lygtys, ten yra matricos ir pan. Tai yra du lygiaverčiai aprašymai: matricos aprašymas ir bangos aprašymas. Matricos aprašymas priklauso Heisenbergui, banginis – Schrödingeriui, tačiau jie apibūdina tą pačią situaciją.

Svarbu: kol sistema uždara, ji aprašoma bangine lygtimi, o tai, kas atsitinka su šia banga, aprašoma kažkokia bangų lygtimi. Visa tikimybinė kvantinės mechanikos interpretacija atsiranda atsivėrus sistemą – ją iš išorės veikia koks nors didelis klasikinis, tai yra ne kvantinis, objektas. Smūgio momentu ji nustoja aprašyta šia bangų lygtimi. Atsiranda vadinamoji bangos funkcijos redukcija ir tikimybinė interpretacija. Iki atsidarymo momento sistema vystosi pagal bangos lygtį.

Dabar turime pateikti keletą pastabų apie tai, kuo didelė klasikinė sistema skiriasi nuo mažos kvantinės. Paprastai tariant, net ir didelę klasikinę sistemą galima apibūdinti naudojant bangų lygtį, nors tokį aprašymą paprastai pateikti sunku, o realiai jis visiškai nereikalingas. Šios sistemos matematiškai skiriasi savo veiksmais. Vadinamasis objektas egzistuoja kvantinėje mechanikoje, lauko teorijoje. Klasikinei didelei sistemai veiksmas yra didžiulis, bet kvantinėje mažoje sistemoje veiksmas yra mažas. Be to, šio veiksmo gradientas – šio veiksmo kitimo laike ir erdvėje greitis – yra didžiulis didelei klasikinei sistemai, o mažas – mažai kvantinei. Tai yra pagrindinis skirtumas tarp dviejų sistemų. Dėl to, kad veiksmas yra labai didelis klasikinei sistemai, patogiau jį apibūdinti ne kokiomis nors bangų lygtimis, o tiesiog klasikiniais dėsniais, tokiais kaip Niutono dėsnis ir pan. Pavyzdžiui, dėl šios priežasties Mėnulis sukasi aplink Žemę ne kaip elektronas aplink atomo branduolį, o tam tikra, aiškiai apibrėžta orbita, klasikine orbita, trajektorija. Nors elektronas, būdamas maža kvantinė sistema, juda kaip stovi banga atomo viduje aplink branduolį, jo judėjimas apibūdinamas stovinčia banga, ir tai yra skirtumas tarp dviejų situacijų.

Kvantinės mechanikos matavimas yra tada, kai įtakojate mažą kvantinę sistemą su didele klasikine sistema. Po to bangos funkcija sumažinama. Mano nuomone, baliono ar katės buvimas Šriodingerio paradokse yra tas pats, kas didelės klasikinės sistemos, matuojančios fotono poliarizaciją, buvimas. Atitinkamai, matavimas vyksta ne tuo momentu, kai atidarome dėžutės dangtį ir žiūrime, ar katė gyva, ar negyva, o tuo metu, kai fotonas sąveikauja su poliarizaciniu stiklu. Taigi šiuo momentu fotonų bangos funkcija sumažėja, balionas atsiduria labai specifinėje būsenoje: arba atsidaro, arba neatsidaro, o katė miršta arba nemiršta. Visi. Nėra „tikimybių kačių“, kad jis yra gyvas, su tam tikra tikimybe, kad jis mirė. Kai sakiau, kad Schrödingerio kačių paradoksas turi daug skirtingų formuluočių, aš tik pasakiau, kad jų yra daug Skirtingi keliai sugalvoti prietaisą, kuris užmuša arba palieka gyvą katę. Iš esmės paradokso formuluotė nesikeičia.

Girdėjau apie kitus bandymus paaiškinti šį paradoksą naudojant pasaulių daugumą ir pan. Mano nuomone, visi šie paaiškinimai neatlaiko kritikos. Tai, ką paaiškinau žodžiais per šį vaizdo įrašą, gali būti išreikšta matematine forma ir galima patikrinti šio teiginio teisingumą. Dar kartą pabrėžiu, kad, mano nuomone, mažos kvantinės sistemos banginės funkcijos matavimas ir sumažinimas vyksta sąveikos su didele klasikine sistema momentu. Tokia didelė klasikinė sistema yra katė kartu su prietaisu, kuris ją užmuša, o ne žmogus, kuris atidaro dėžę su kate ir žiūri, ar katė gyva, ar ne. Tai reiškia, kad matavimas vyksta šios sistemos sąveikos su momentu kvantinė dalelė, o ne katės tikrinimo metu. Tokie paradoksai, mano nuomone, randa paaiškinimų taikant teorijas ir sveiką protą.

Paties eksperimento esmė

Originaliame Schrödingerio dokumente eksperimentas buvo aprašytas taip:

Taip pat galite statyti atvejus, kuriuose yra gana burleska. Tam tikra katė yra užrakinta plieninėje kameroje kartu su kita pragariška mašina (kuri turi būti apsaugota nuo tiesioginė intervencija katė): Geigerio skaitiklio viduje yra nedidelis radioaktyviosios medžiagos kiekis, toks mažas, kad per valandą gali suskilti tik vienas atomas, bet su tokia pačia tikimybe jis gali ir nesuirti; jei taip atsitiks, skaitymo vamzdelis išsikrauna ir įjungiama relė, atleidžiamas plaktukas, kuris sulaužo kolbą vandenilio cianido rūgštimi. Jei visą šią sistemą paliksime sau valandai, tada galime sakyti, kad po šio laiko katė bus gyva, jei tik atomas nesuirs. Pats pirmasis atomo suirimas nunuodytų katę. Sistemos kaip visumos psi funkcija tai išreikš sumaišydama arba sutepdama gyvą ir negyvą katę (atleiskite už posakį) lygiomis dalimis. Tokiais atvejais būdinga tai, kad neapibrėžtumas, iš pradžių apsiribojęs atominiu pasauliu, paverčiamas makroskopiniu neapibrėžtumu, kurį galima pašalinti tiesioginiu stebėjimu. Tai neleidžia mums naiviai priimti „neryškaus modelio“ kaip tikrovės atspindžio. Tai savaime nereiškia nieko neaiškaus ar prieštaringo. Yra skirtumas tarp neryškios arba nefokusuotos nuotraukos ir debesų ar rūko nuotraukos. Pagal kvantinę mechaniką, jei branduolys nėra stebimas, tai jo būsena apibūdinama dviejų būsenų superpozicija (susimaišymu) - suirusio branduolio ir nesuirusio branduolio, todėl dėžėje sėdinti katė yra ir gyva, ir mirusi. Tuo pačiu metu. Jei dėžė atidaroma, eksperimentatorius gali matyti tik vieną konkrečią būseną - „branduolys suiro, katė negyva“ arba „branduolis nesuiręs, katė gyva“. Kyla klausimas: kada sistema nustoja egzistuoti kaip dviejų būsenų mišinys ir pasirenka vieną konkrečią? Eksperimento tikslas – parodyti, kad kvantinė mechanika yra neišsami be tam tikrų taisyklių, nurodančių, kokiomis sąlygomis banginė funkcija žlunga, ir katė arba miršta, arba lieka gyva, bet nustoja būti abiejų mišiniu.

Kadangi aišku, kad katė turi būti arba gyva, arba negyva (nėra būsenos, jungiančios gyvybę ir mirtį), tai panašiai bus ir su atominiu branduoliu. Jis turi būti sugedęs arba nesuiręs.

Originalus straipsnis buvo paskelbtas 1935 m. Straipsnio tikslas buvo aptarti Einšteino-Podolskio-Roseno paradoksą (EPR), kurį anksčiau tais metais paskelbė Einšteinas, Podolskis ir Rosenas.

Panašūs straipsniai