Hvad er Schrödingers kat, Schrödinger kat, alt om Schrödingers kat, Schrödingers kat paradoks, Schrödingers kat eksperiment, kat i en æske, hverken levende eller død kat, er Schrödingers kat levende, katteeksperiment
Dette er en kat, der både er levende og død på samme tid. Denne uheldige tilstand skylder han nobelpristageren i fysik, den østrigske videnskabsmand Erwin Rudolf Joseph Alexander Schrödinger.
Sektioner:
Essensen af eksperimentet / paradokset
Katten er i en lukket boks med en mekanisme indeholdende en radioaktiv kerne og en beholder med giftig gas. Forsøgets karakteristika er udvalgt således, at sandsynligheden for, at kernen henfalder på 1 time er 50 %. Hvis kernen går i opløsning, aktiverer den mekanismen, gasbeholderen åbner, og katten dør. Ifølge kvantemekanikken, hvis der ikke foretages nogen observation af kernen, så beskrives dens tilstand ved en superposition (blanding) af to tilstande - en henfalden kerne og en uforfalden kerne, derfor er en kat, der sidder i en kasse både levende og død på en gang.
Så snart du åbner æsken, skal eksperimentatoren kun se én tilstand - "kernen er forfaldet, katten er død" eller "kernen er ikke forfalden, katten er i live." Men selvom der ikke er nogen observatør i processen, forbliver det skæbnesvangre dyr "dødt".
Marginaliseret
- Uheld kommer aldrig alene
Der er ikke kun tvivl om sundheden for den halebeboer i kassen, men også dens køn: I det oprindelige eksperiment var Schrödingers kat stadig en kat (die Katze). - Der er ingen "døde" katte
Det er vigtigt at huske, at Schrödingers eksperiment ikke var beregnet til at bevise eksistensen af "døde" katte (og i modsætning til udsagnet i anden del af spillet "Portal", blev det ikke opfundet som en undskyldning for at dræbe katte). Katten skal naturligvis enten være levende eller død, da der ikke er nogen mellemtilstand.
Erfaring viser, at kvantemekanikken ikke er i stand til at beskrive makrosystemers adfærd (som inkluderer katten): den er ufuldstændig uden nogle regler, der indikerer, hvornår systemet vælger en bestemt tilstand, under hvilke forhold bølgefunktionen kollapser, og katten enten forbliver i live eller bliver død, men holder op med at være en blanding af begge.
Forfatteren mener, at det sidste ord bør overlades til katten, som, selvom han ikke ved noget om kvantemekanik, bestemt er bedre informeret end nogen anden om hans tilstand. Men hans kompetence som observatør rejser naturligvis tvivl blandt videnskabsmænd. En undtagelse er Hans Moravec, Bruno Marshall og Max Tegmark, som foreslog en ændring af Schrödinger-eksperimentet, kendt som "kvanteselvmord", og som er et eksperiment med en kat fra kattens synspunkt. Forskere forfulgte målet om at vise forskellen mellem den københavnske og mange verdeners fortolkninger af kvantemekanik. Hvis fortolkningen af mange verdener er korrekt, bliver katten til glæde for sine sympatisører Tsoi og forbliver altid i live, da deltageren kun er i stand til at observere resultatet af eksperimentet i den verden, hvor han overlever.
- Nadav Katz fra University of California og hans kolleger offentliggjorde resultaterne af et laboratorieeksperiment, hvor de var i stand til at "vende tilbage" kvantetilstanden af en partikel tilbage, og efter at have målt denne tilstand. Det er således muligt at redde kattens liv uanset betingelserne for kollaps af bølgefunktionen. Det er ligegyldigt, om han er i live eller død: du kan altid vinde den tilbage [link] .
- 06/03/2011 RIA Novosti rapporterede, at kinesiske fysikere var i stand til at skabe otte-foton "Schrodingers kat"[link] , som skulle lette udviklingen af fremtidige kvantecomputere
Billede i kultur
Måske har ingen gjort mere for at popularisere kvantemekanikken end den stakkels kat. Selv mennesker, der er længst væk fra dette komplekse vidensfelt, bekymrede for skæbnen for det sandsynligvis lidende dyr, forsøger at forstå eksperimentets forviklinger i håb om, at ikke alt er så slemt. Katten inspirerer kunstnere og populærkultur.
Lad os nævne hans vigtigste resultater:
- Åh min gud, det ser ud som om jeg har ramt en kat!
- Han døde?
- Det kan jeg ikke sige præcist. Schrödinger gik rundt i lokalet og ledte efter den skidende killing, og den sad hverken levende eller død i kassen. Diverse: Kunstnere er opmærksomme på Schrödingers kat og forsøger at formidle tvetydigheden i hans position gennem maleri og grafik. Billeder af dette dyr kan også ses på T-shirts og krus. Terrorister, der ikke vides at være døde eller levende, kaldes nogle gange for "Schrodingers terrorister." Af de berømte personligheder var Yasser Arafat for eksempel i denne tilstand, da han var i koma før sin død, såvel som Osama Bin Laden. Ifølge Absurdopedia er en gris i en poke en forenklet version af Schrödingers katteeksperiment [link]. Stephen Hawking parafraserede Hans Josts slagord, "Når jeg hører om kultur, rækker jeg ud efter en pistol," som følger: "Når jeg hører om Schrödingers kat, rækker min hånd ud efter en pistol!" Dette forklares med, at Hawking ligesom mange andre fysikere er af den opfattelse, at "Københavnerskolens" fortolkning af kvantemekanikken understreger observatørens rolle uden begrundelse. I forbindelse med åbningen af MEPhI Teologisk Institut er følgende billede spredt på nettet:
Yuri Gordeev
Programmør, spiludvikler, designer, kunstner
"Schrödingers kat" er et tankeeksperiment foreslået af en af kvantefysikkens pionerer for at vise, hvor mærkelige kvanteeffekter ser ud, når de anvendes på makroskopiske systemer.
Jeg vil prøve at forklare med virkelig enkle ord: herrer i fysik, bebrejde mig ikke. Udtrykket "groft sagt" antydes yderligere før hver sætning.
I en meget, meget lille skala består verden af ting, der opfører sig på meget usædvanlige måder. En af de mærkeligste egenskaber ved sådanne objekter er evnen til at være i to gensidigt eksklusive tilstande på samme tid.
Hvad der er endnu mere usædvanligt set fra et intuitivt synspunkt (nogle vil endda sige uhyggeligt) er, at handlingen med målrettet observation eliminerer denne usikkerhed, og objektet, som blot var i to modstridende tilstande på samme tid, dukker op foran iagttageren i kun én af dem, som om intet var sket, kigger til siden og fløjter uskyldigt.
På det subatomære niveau har alle længe været vant til disse narrestreger. Der er et matematisk apparat, der beskriver disse processer, og viden om dem har fundet en række anvendelser: for eksempel i computere og kryptografi.
På det makroskopiske niveau observeres disse effekter ikke: objekter, vi kender, er altid i en enkelt specifik tilstand.
Nu til et tankeeksperiment. Vi tager katten og putter den i en boks. Vi placerer også en kolbe med giftig gas, et radioaktivt atom og en geigertæller der. Et radioaktivt atom kan eller må ikke henfalde på noget tidspunkt. Hvis den går i opløsning, vil tælleren registrere stråling, en simpel mekanisme vil knække kolben med gas, og vores kat vil dø. Hvis ikke, forbliver katten i live.
Vi lukker kassen. Fra dette øjeblik, fra et kvantemekanisk synspunkt, er vores atom i en tilstand af usikkerhed - det henfaldt med en sandsynlighed på 50% og henfaldt ikke med en sandsynlighed på 50%. Inden vi åbner kassen og kigger ind (foretag en observation), vil den være i begge tilstande på én gang. Og da kattens skæbne direkte afhænger af tilstanden af dette atom, viser det sig, at katten også bogstaveligt talt er levende og død på samme tid ("... smører den levende og døde kat (undskyld udtrykket) ligeligt dele..." skriver forfatteren til forsøget). Det er præcis, hvordan kvanteteorien ville beskrive denne situation.
Schrödinger kunne næsten ikke have gættet, hvor meget støj hans idé ville lave. Selvfølgelig er selve eksperimentet, selv i originalen, beskrevet ekstremt groft og uden nogen form for videnskabelig nøjagtighed: forfatteren ønskede at formidle til sine kolleger ideen om, at teorien skal suppleres med klarere definitioner af processer som "observation" ” for at udelukke scenarier med katte i bokse fra dens jurisdiktion.
Ideen om en kat blev endda brugt til at "bevise" Guds eksistens som en superintelligens, hvis kontinuerlige observation gør vores eksistens mulig. I virkeligheden kræver "observation" ikke en bevidst iagttager, hvilket tager noget af mystikken ud af kvanteeffekter. Men alligevel er kvantefysikken i dag videnskabens grænse med mange uforklarlige fænomener og deres fortolkninger.
Ivan Boldin
Kandidat for fysiske og matematiske videnskaber, forsker, MIPT-kandidat
Mikroverdenens opførsel (elementarpartikler, atomer, molekyler) adskiller sig væsentligt fra opførselen af objekter, som vi normalt har at gøre med. For eksempel kan en elektron samtidigt flyve gennem to rumligt fjerne steder eller samtidig være i flere baner i et atom. For at beskrive disse fænomener blev der skabt en teori - kvantefysik. Ifølge denne teori kan partikler f.eks. blive udtværet i rummet, men hvis du vil bestemme, hvor partiklen er placeret, så vil du altid finde hele partiklen et eller andet sted, det vil sige, at den ser ud til at kollapse fra sin udtværede stat til et bestemt sted. Det vil sige, at man mener, at indtil man har målt positionen af en partikel, har den slet ingen position, og fysikken kan kun forudsige med hvilken sandsynlighed man kan detektere en partikel på hvilket sted.
Erwin Schrödinger, en af skaberne af kvantefysikken, spekulerede på: hvad nu hvis, afhængigt af resultatet af måling af tilstanden af en mikropartikel, en eller anden begivenhed forekommer eller ikke forekommer. For eksempel kunne dette implementeres som følger: Tag et radioaktivt atom med en halveringstid på f.eks. en time. Et atom kan placeres i en uigennemsigtig kasse, der kan placeres en anordning, der, når atomets radioaktive henfaldsprodukter rammer det, knækker en ampul med giftig gas, og en kat kan anbringes i denne boks. Så vil du ikke se udefra, om atomet er henfaldet eller ej, det vil sige, at det ifølge kvanteteorien både er henfaldet og ikke henfaldet, og katten er derfor både levende og død på samme tid. Denne kat blev kendt som Schrödingers kat.
Det kan virke overraskende, at en kat kan være levende og død på samme tid, selvom der formelt ikke er nogen modsigelse her, og dette er ikke en tilbagevisning af kvanteteorien. Der kan dog opstå spørgsmål, f.eks.: hvem kan kollapse et atom fra en udtværet tilstand til en bestemt tilstand, og hvem går med et sådant forsøg selv i en udtværet tilstand? Hvordan foregår denne kollapsproces? Eller hvordan sker det, at den, der udfører sammenbruddet, ikke selv adlyder kvantefysikkens love? Hvorvidt disse spørgsmål giver mening, og i givet fald hvad svarene er, er stadig uklart.
George Panin
uddannet fra Russian Chemical Technical University opkaldt efter. DI. Mendeleev, chefspecialist for forskningsafdelingen (marketing research)
Som Heisenberg forklarede os, er beskrivelsen af objekter i kvantemikroverdenen på grund af usikkerhedsprincippet af en anden karakter end den sædvanlige beskrivelse af objekter i den newtonske makroverden. I stedet for rumlige koordinater og hastighed, som vi er vant til at beskrive mekanisk bevægelse, for eksempel en kugle på et billardbord, beskrives objekter i kvantemekanikken med den såkaldte bølgefunktion. Toppen af "bølgen" svarer til den maksimale sandsynlighed for at finde en partikel i rummet i måleøjeblikket. Bevægelsen af en sådan bølge er beskrevet af Schrödinger-ligningen, som fortæller os, hvordan tilstanden af et kvantesystem ændrer sig over tid.
Nu om katten. Alle ved, at katte elsker at gemme sig i kasser (thequestion.ru). Erwin Schrödinger var også ved. Desuden brugte han med ren nordisk fanatisme dette træk i et berømt tankeeksperiment. Essensen af det var, at en kat blev låst inde i en kasse med en infernalsk maskine. Maskinen er via et relæ forbundet til et kvantesystem, for eksempel et radioaktivt henfaldende stof. Sandsynligheden for henfald er kendt og er 50%. Den infernalske maskine udløses, når systemets kvantetilstand ændrer sig (der opstår henfald), og katten dør fuldstændigt. Hvis du lader "Kattekassen-helvedesmaskine-kvanta"-systemet være for sig selv i en time og husker, at tilstanden af et kvantesystem er beskrevet i form af sandsynlighed, så bliver det klart, at det nok ikke vil være muligt at finde ud af om katten er i live eller ej på et givet tidspunkt, ligesom det er umuligt på forhånd præcist at forudsige en mønts fald på hoveder eller hale. Paradokset er meget simpelt: Bølgefunktionen, der beskriver et kvantesystem, blander en kats to tilstande – den er levende og død på samme tid, ligesom en bundet elektron med lige stor sandsynlighed kan lokaliseres et hvilket som helst sted i rummet med lige stor afstand fra atomkernen. Hvis vi ikke åbner kassen, ved vi ikke præcis, hvordan katten har det. Uden at foretage observationer (læs målinger) af en atomkerne, kan vi kun beskrive dens tilstand ved superposition (blanding) af to tilstande: en henfalden og uforfalden kerne. En kat i nuklear afhængighed er både levende og død på samme tid. Spørgsmålet er: hvornår ophører et system med at eksistere som en blanding af to stater og vælger én bestemt?
Den københavnske fortolkning af eksperimentet fortæller os, at systemet ophører med at være en blanding af tilstande og vælger en af dem i det øjeblik, hvor der sker en observation, hvilket også er en måling (boksen åbner). Det vil sige, at selve målingen ændrer den fysiske virkelighed, hvilket fører til kollaps af bølgefunktionen (katten bliver enten død eller forbliver i live, men holder op med at være en blanding af begge dele)! Tænk over det, eksperimentet og de målinger, der ledsager det, ændrer virkeligheden omkring os. Personligt generer dette faktum min hjerne meget mere end alkohol. Den velkendte Steve Hawking har også svært ved at opleve dette paradoks, og gentager, at når han hører om Schrödingers kat, rækker hans hånd ud til Browningen. Sværhedsgraden af reaktionen fra den fremragende teoretiske fysiker skyldes, at efter hans mening er observatørens rolle i sammenbruddet af bølgefunktionen (sammenklappe den i en af to sandsynlige) tilstande meget overdrevet.
Da professor Erwin udtænkte sin kattehån tilbage i 1935, var det selvfølgelig en genial måde at vise kvantemekanikkens ufuldkommenhed. Faktisk kan en kat ikke være levende og død på samme tid. Som et resultat af en af fortolkningerne af eksperimentet blev det tydeligt, at der var en modsætning mellem makroverdenens love (for eksempel termodynamikkens anden lov - katten er enten levende eller død) og mikro- verden (katten er levende og død på samme tid).
Ovenstående bruges i praksis: i kvanteberegning og kvantekryptografi. Et lyssignal i en superposition af to tilstande sendes gennem et fiberoptisk kabel. Hvis angribere kobler sig til kablet et sted i midten og laver et signaltappe der for at aflytte den transmitterede information, så vil dette kollapse bølgefunktionen (set fra Københavns fortolkningssynspunkt vil der blive foretaget en observation) og lyset vil gå ind i en af staterne. Ved at udføre statistiske test af lys i den modtagende ende af kablet, vil det være muligt at detektere, om lyset er i en superposition af tilstande eller allerede er blevet observeret og transmitteret til et andet punkt. Dette gør det muligt at skabe kommunikationsmidler, der udelukker uopdagelig signalaflytning og aflytning.
En anden nyere fortolkning af Schrödingers tankeeksperiment er en historie, som Sheldon Cooper, helten fra Big Bang Theory, fortalte sin mindre uddannede nabo Penny. Pointen med Sheldons historie er, at begrebet Schrödingers kat kan anvendes på menneskelige relationer. For at forstå, hvad der sker mellem en mand og en kvinde, hvilken slags forhold er mellem dem: godt eller dårligt, du skal bare åbne kassen. Indtil da er forholdet både godt og dårligt. youtube.com
Måske har nogle af jer hørt udtrykket "Schrödingers kat." Men for de fleste mennesker betyder dette navn ingenting.
Hvis du betragter dig selv som et tænkende emne og endda hævder at være en intellektuel, så bør du helt sikkert finde ud af, hvad Schrödingers kat er, og hvorfor han blev berømt i.
Shroedingers kat er et tankeeksperiment foreslået af den østrigske teoretiske fysiker Erwin Schrödinger. Denne talentfulde videnskabsmand modtog Nobelprisen i fysik i 1933.
Gennem sit berømte eksperiment ønskede han at vise kvantemekanikkens ufuldstændighed i overgangen fra subatomare til makroskopiske systemer.
Erwin Schrödinger forsøgte at forklare sin teori ved hjælp af det originale eksempel på en kat. Han ville gøre det så enkelt som muligt, så hans idé kunne forstås af enhver.
Om det lykkedes eller ej, finder du ud af ved at læse artiklen til ende.
Essensen af Schrödingers Kat-eksperimentet
Antag, at en bestemt kat er låst inde i et stålkammer med sådan en infernalsk maskine (som skal beskyttes mod direkte indgreb fra katten): inde i Geiger-tælleren er der en så lille mængde radioaktivt materiale, at kun et atom kan henfalde inden for en time , men med samme sandsynlighed kan det ikke gå i opløsning; hvis dette sker, aflades læserøret, og relæet aktiveres, hvorved hammeren udløses, som knækker kolben med blåsyre.
Hvis vi overlader hele dette system til sig selv i en time, så kan vi sige, at katten vil være i live efter dette tidspunkt, så længe atomet ikke går i opløsning.
Den allerførste opløsning af atomet ville forgifte katten. psi-funktionen af systemet som helhed vil udtrykke dette ved at blande eller smøre en levende og en død kat (undskyld udtrykket) i lige store dele.
Det typiske i sådanne tilfælde er, at usikkerhed, der oprindeligt var begrænset til atomverdenen, omdannes til makroskopisk usikkerhed, som kan elimineres ved direkte observation.
Dette forhindrer os i naivt at acceptere "sløringsmodellen" som afspejler virkeligheden. Dette betyder i sig selv ikke noget uklart eller selvmodsigende.
Der er forskel på et sløret eller ude af fokus billede og et billede af skyer eller tåge.
Vi har med andre ord en boks og en kat. Æsken indeholder en enhed med en radioaktiv atomkerne og en beholder med giftig gas.
Under eksperimentet er sandsynligheden for henfald eller ikke-henfald af kernen lig med 50%. Derfor, hvis det henfalder, vil dyret dø, og hvis kernen ikke henfalder, vil Schrödingers kat forblive i live.
Vi låser katten i en boks og venter i en time og reflekterer over livets skrøbelighed.
Ifølge kvantemekanikkens love kan kernen (og følgelig selve katten) samtidig være i alle mulige tilstande (se kvantesuperposition).
Indtil det øjeblik boksen åbnes, antager "cat-core"-systemet to mulige udfald af hændelser: "kerneforfald - katten er død" med en sandsynlighed på 50%, og "kerneforfald skete ikke - katten er i live ” med samme grad af sandsynlighed.
Det viser sig, at Schrödingers kat, der sidder inde i kassen, er både levende og død på samme tid.
Fortolkningen af den københavnske fortolkning siger, at katten under alle omstændigheder er levende og død på samme tid. Valget af nukleart henfald sker ikke, når vi åbner kassen, men også når kernen rammer detektoren.
Dette skyldes det faktum, at reduktionen af bølgefunktionen af "cat-detector-core"-systemet på ingen måde er forbundet med den person, der observerer udefra. Den er direkte forbundet med detektor-observatøren af atomkernen.
Schrödingers kat i enkle ord
Ifølge kvantemekanikkens love, hvis der ikke er nogen observation af atomkernen, kan den være dobbelt: det vil sige, at forfald enten vil ske eller ej.
Det følger heraf, at katten, som er i kassen og repræsenterer kernen, kan være både levende og død på samme tid.
Men i det øjeblik observatøren beslutter sig for at åbne kassen, vil han kun kunne se én af 2 mulige tilstande.
Men nu opstår et logisk spørgsmål: hvornår ophører systemet præcist med at eksistere i en dobbelt form?
Takket være denne erfaring hævdede Schrödinger, at kvantemekanikken er ufuldstændig uden visse regler, der forklarer, hvornår bølgefunktionen kollapser.
I betragtning af det faktum, at Schrödingers kat før eller siden skal blive enten levende eller død, så vil dette være det samme for atomkernen: atomforfald vil enten ske eller ej.
Essensen af erfaring i menneskeligt sprog
Schrödinger ville, ved at bruge eksemplet med en kat, vise, at ifølge kvantemekanikken vil et dyr være både levende og dødt på samme tid. Dette er faktisk umuligt, hvoraf konklusionen drages, at kvantemekanikken i dag har betydelige fejl.
Video fra "The Big Bang Theory"
Karakteren i serien Sheldon Cooper forsøgte at forklare sin "nærsindede" ven essensen af Schrödingers Kat-eksperimentet. For at gøre dette brugte han eksemplet med forholdet mellem en mand og en kvinde.
For at finde ud af, hvilken slags forhold de har, skal du blot åbne kassen. I mellemtiden bliver det lukket, deres forhold kan være både positivt og negativt på samme tid.
Overlevde Schrödingers kat oplevelsen?
Hvis nogen af vores læsere er bekymrede for katten, så skal du falde til ro. Under eksperimentet døde ingen af dem, og Schrödinger kaldte selv sit eksperiment mental, det vil sige en, der udelukkende udføres i sindet.
Vi håber, du forstår essensen af Schrödingers Kat-eksperimentet. Hvis du har spørgsmål, kan du stille dem i kommentarerne. Og selvfølgelig del denne artikel på sociale netværk.
Hvis du kan lide det, abonner på siden jeginteressantFakty.org på enhver bekvem måde. Det er altid interessant med os!
Kunne du lide indlægget? Tryk på en vilkårlig knap:
"Schrödingers kat" er navnet på et underholdende tankeeksperiment iscenesat, som du sikkert allerede har gættet, af Schrödinger, eller mere præcist, af nobelpristageren i fysik, den østrigske videnskabsmand Erwin Rudolf Joseph Alexander Schrödinger. "Wikipedia" definerer eksperimentet som følger: "Anbragt i en lukket boks kat. I kassen er der en mekanisme indeholdende en radioaktiv kerne og en beholder med giftig gas. Forsøgsparametrene er valgt således, at sandsynligheden for, at kernen vil henfalde om 1 time er 50%. Hvis kernen henfalder, den aktiverer mekanismen - beholderen med gas åbner , og katten dør.
Ifølge kvantemekanikken, hvis der ikke foretages nogen observation af kernen, så beskrives dens tilstand ved en superposition (blanding) af to tilstande - en henfalden kerne og en uforfalden kerne, derfor er en kat, der sidder i en kasse både levende og død på samme tid. Hvis kassen åbnes, skal forsøgslederen kun se én specifik tilstand: "kernen er forfaldet, katten er død", eller "kernen er ikke forfalden, katten er i live."
Det viser sig, at vi til sidst har en levende eller død kat, men potentielt er katten både levende og død på samme tid. Således forsøgte Schrödinger at bevise kvantemekanikkens begrænsninger uden at anvende visse regler på det.
Den københavnske fortolkning af kvantefysikken - og i særdeleshed dette eksperiment - indikerer, at katten først opnår egenskaberne fra en af de potentielle faser (levende-død), efter at observatøren griber ind i processen.
Det vil sige, at når en bestemt Schrödinger åbner en æske, skal han med hundrede procent sikkerhed skære pølser eller ringe til dyrlægen. Katten vil helt sikkert være i live eller pludselig død. Men så længe der ikke er nogen observatør i processen - en specifik person, der har utvivlsomme fordele i form af syn og som minimum klar bevidsthed - vil katten være i limbo "mellem himmel og jord."
Den ældgamle lignelse om en kat, der går for sig selv, får nye nuancer i denne sammenhæng. Uden tvivl er Schrödingers kat ikke det mest velstående væsen i universet. Lad os ønske katten et vellykket resultat for ham og vende os til et andet underholdende problem fra kvantemekanikkens mystiske og til tider nådesløse verden.
Det lyder sådan her: "Hvilken lyd laver et træ, der falder i skoven, hvis der ikke er nogen i nærheden, der kan opfatte denne lyd?" Her står vi i modsætning til den ulykkelige/glade kats sort/hvide skæbne over for en flerfarvet palet af spekulationer: der er ingen lyd/der er lyd, hvordan er det, hvis det eksisterer, og om det er der ikke, hvorfor så? Dette spørgsmål kan ikke besvares af en meget simpel grund - umuligheden af at udføre eksperimentet. Ethvert eksperiment indebærer trods alt tilstedeværelsen af en observatør, der er i stand til at opfatte og drage konklusioner.
Den berømte argentinske forfatter Julio Cartazar, en fremtrædende repræsentant for "magisk realisme", har en kort historie om, hvordan kontormøbler, efterladt uden en observatør, bevæger sig rundt på kontoret, som om du bruger fritiden til at strække "stive" lemmer.
Det vil sige, at det er umuligt at gætte, hvad der sker med virkelighedens objekter omkring os i vores fravær. Og hvis det ikke kan opfattes, så eksisterer det ikke. Så snart vi forlader et rum, ophører alt dets indhold, sammen med selve rummet, med at eksistere eller, mere præcist, fortsætter med kun at eksistere i potentiale.
Samtidig er der brand eller oversvømmelse, tyveri af udstyr eller ubudne gæster. Desuden eksisterer vi også i det, i forskellige potentielle tilstande. En går jeg rundt i lokalet og fløjter en dum melodi, en anden kigger jeg trist på vinduet, den tredje taler med min kone i telefon. Selv vores pludselige død eller gode nyheder i form af et uventet telefonopkald lever i den.
Forestil dig et øjeblik alle mulighederne gemt bag døren. Forestil dig nu, at hele vores verden blot er en samling af sådanne urealiserede potentialer. Det er sjovt, ikke?
Men her opstår et logisk spørgsmål: hvad så? Ja, det er sjovt, ja, det er interessant, men hvad ændrer dette i bund og grund? Videnskaben er beskedent tavs om dette. For kvantefysikken åbner sådan viden nye veje til at forstå universet og dets mekanismer, men for os, mennesker langt fra store videnskabelige opdagelser, ser sådan information ud til at være til ingen nytte.
Hvordan kan det ikke nytte noget!? Når alt kommer til alt, hvis jeg, en dødelig, eksisterer i denne verden, så eksisterer jeg, en udødelig, i en anden verden! Hvis mit liv består af en stribe svigt og skuffelser, så eksisterer jeg et eller andet sted – succesfuld og glad? Faktisk er der intet uden for vores fornemmelser, ligesom der ikke er plads, før vi går ind i den. Vores opfattelsesorganer bedrager os kun og tegner i vores hjerne et billede af verden, der "omgiver" os. Hvad der faktisk ligger uden for os, forbliver stadig en hemmelighed bag syv sæler.
Kan en kat være både levende og død på samme tid? Hvor mange parallelle universer er der? Og eksisterer de overhovedet? Det er slet ikke science fiction-spørgsmål, men meget reelle videnskabelige problemer løst af kvantefysik.
Så lad os starte med Schrödingers kat. Dette er et tankeeksperiment foreslået af Erwin Schrödinger for at påpege et paradoks, der eksisterer i kvantefysikken. Essensen af eksperimentet er som følger.
En imaginær kat placeres samtidigt i en lukket boks, samt den samme imaginære mekanisme med en radioaktiv kerne og en beholder med giftig gas. Ifølge eksperimentet, hvis kernen går i opløsning, vil den aktivere mekanismen: gasbeholderen åbner, og katten dør. Sandsynligheden for nuklear henfald er 1 ud af 2.
Det paradoksale er, at ifølge kvantemekanikken, hvis kernen ikke observeres, så er katten i en såkaldt superposition, med andre ord er katten samtidigt i gensidigt udelukkende tilstande (den er både levende og død). Men hvis observatøren åbner kassen, kan han bekræfte, at katten er i en bestemt tilstand: den er enten levende eller død. Ifølge Schrödinger ligger kvanteteoriens ufuldstændighed i, at den ikke specificerer, under hvilke forhold en kat ophører med at være i superposition og viser sig at være enten levende eller død.
Dette paradoks forstærkes af Wigners eksperiment, som føjer kategorien venner til et allerede eksisterende tankeeksperiment. Ifølge Wigner, når forsøgslederen åbner kassen, vil han vide, om katten er i live eller død. For forsøgslederen holder katten op med at være i superposition, men for den ven, der er bag døren, og som endnu ikke kender til resultaterne af eksperimentet, er katten stadig et sted "mellem liv og død." Dette kan fortsættes med et uendeligt antal døre og venner, og ifølge lignende logik vil katten være i en superposition, indtil alle mennesker i Universet ved, hvad forsøgslederen så, da han åbnede æsken.
Hvordan forklarer kvantefysikken et sådant paradoks? Kvantefysik tilbyder et tankeeksperiment kvante selvmord og to mulige scenarier baseret på forskellige fortolkninger af kvantemekanik.
I et tankeeksperiment rettes en pistol mod deltageren, og enten vil den skyde som følge af et radioaktivt atoms henfald, eller også vil den ikke. Igen 50 til 50. Således vil deltageren i eksperimentet enten dø eller ej, men indtil videre er han, ligesom Schrödingers kat, i superposition.
Denne situation kan fortolkes på forskellige måder ud fra et kvantemekanisk synspunkt. Ifølge den københavnske fortolkning vil pistolen til sidst gå af, og deltageren vil dø. Ifølge Everetts fortolkning sørger superposition for tilstedeværelsen af to parallelle universer, hvori deltageren eksisterer samtidigt: i det ene af dem er han i live (pistolen affyrede ikke), i den anden er han død (pistolen affyret). Men hvis fortolkningen af mange verdener er korrekt, så forbliver deltageren i et af universerne altid i live, hvilket leder til ideen om eksistensen af "kvanteudødelighed".
Hvad angår Schrödingers kat og observatøren af eksperimentet, så befinder han sig, ifølge Everetts fortolkning, også sig selv og katten i to universer på én gang, det vil sige i "kvantesprog", "viklet ind" med ham.
Det lyder som en historie fra en science fiction-roman, men det er en af mange videnskabelige teorier, der har en plads i moderne fysik.