Mis on Schrödingeri kass, Schrödingeri kass, kõik Schrödingeri kassi kohta, Schrödingeri kassi paradoks, Schrödingeri kassikatse, kass karbis, ei elus ega surnud kass, kas Schrödingeri kass on elus, kassikatse
See on kass, kes on korraga elus ja surnud. Ta võlgneb selle õnnetu seisundi Nobeli füüsikapreemia laureaadile, Austria teadlasele Erwin Rudolf Joseph Alexander Schrödingerile.
Sektsioonid:
Eksperimendi olemus / paradoks
Kass on kinnises kastis, mille mehhanism sisaldab radioaktiivset südamikku ja anumat mürgise gaasiga. Katse karakteristikud valitakse nii, et tõenäosus, et tuum laguneb 1 tunni jooksul, on 50%. Kui tuum laguneb, aktiveerib see mehhanismi, gaasimahuti avaneb ja kass sureb. Kvantmehaanika järgi, kui tuuma ei vaadelda, siis selle olekut kirjeldatakse kahe oleku - lagunenud tuuma ja lagunemata tuuma - superpositsiooniga (segamine), seega on kastis istuv kass nii elus kui ka surnud. korraga.
Niipea kui avate kasti, peaks katsetaja nägema ainult ühte olekut - "tuum on lagunenud, kass on surnud" või "tuum ei ole lagunenud, kass on elus." Kuid kuigi protsessis pole vaatlejat, jääb õnnetu loom "surnuks".
Marginaliseeritud
- Ebaõnn ei tule kunagi üksi
Kahtluse all pole mitte ainult kasti sabalise elaniku tervis, vaid ka tema sugu: algses katses oli Schrödingeri kass ikkagi kass (die Katze). - "Surnud" kasse pole olemas
Oluline on meeles pidada, et Schrödingeri katse eesmärk ei olnud tõestada "surnud" kasside olemasolu (ja vastupidiselt mängu "Portaal" teises osas väidetule ei olnud see välja mõeldud kasside tapmise ettekäändeks). Ilmselgelt peab kass olema kas elus või surnud, kuna vahepealset olekut pole.
Kogemused näitavad, et kvantmehaanika ei suuda kirjeldada makrosüsteemide (sealhulgas ka kassi) käitumist: see on puudulik ilma reegliteta, mis näitavad, millal süsteem valib ühe konkreetse oleku, millistel tingimustel lainefunktsioon kokku kukub ja kass jääb ellu. või muutub surnuks, kuid lakkab olemast segu mõlemast.
Autor usub, et lõppsõna tuleks jätta kassile, kes, isegi kui ta kvantmehaanikast midagi ei tea, on oma seisundist kindlasti paremini kursis kui keegi teine. Tema pädevus vaatlejana tekitab aga teadlastes ilmselgelt kahtlusi. Erandiks on Hans Moravec, Bruno Marshall ja Max Tegmark, kes pakkusid välja Schrödingeri katse modifikatsiooni, mida tuntakse kui "kvant-enesetappu" ja mis on katse kassiga kassi vaatenurgast. Teadlaste eesmärk oli näidata erinevust Kopenhaageni ja paljude maailmade kvantmehaanika tõlgenduste vahel. Kui paljude maailmade tõlgendus on õige, muutub kass oma kaasatundjate rõõmuks Tsoiks ja jääb alati ellu, kuna osaleja saab katse tulemust jälgida ainult selles maailmas, kus ta ellu jääb.
- Nadav Katz California ülikoolist ja tema kolleegid avaldasid laboratoorse eksperimendi tulemused, mille käigus suutsid nad pärast selle oleku mõõtmist "tagastada" osakese kvantoleku. Seega on võimalik päästa kassi elu olenemata lainefunktsiooni kokkuvarisemise tingimustest. Pole vahet, kas ta on elus või surnud: saate selle alati tagasi võita [link] .
- 06/03/2011 RIA Novosti teatas, et Hiina füüsikud suutsid luua kaheksa fotoni "Schrodingeri kass"[link] , mis peaks hõlbustama tulevaste kvantarvutite arendamist
Pilt kultuuris
Võib-olla pole keegi kvantmehaanika populariseerimiseks rohkem teinud kui vaene kass. Isegi inimesed, kes on sellest keerulisest teadmistevaldkonnast kõige kaugemal, muretsedes tõenäoliselt kannatava looma saatuse pärast, püüavad mõista eksperimendi keerukust, lootes, et kõik pole nii hull. Kass inspireerib kunstnikke ja populaarset kultuuri.
Nimetagem tema peamisi saavutusi:
- Oh issand, tundub, nagu oleksin kassi tabanud!
- Ta suri?
- Ma ei oska täpselt öelda. Schrödinger kõndis mööda tuba ringi, otsides sibavat kassipoega ja see istus kastis ei elus ega surnud. Mitmesugust: Kunstnikud pööravad tähelepanu Schrödingeri kassile, püüdes maali ja graafika abil edasi anda tema positsiooni mitmetähenduslikkust. Samuti on selle looma pilte näha T-särkidel ja kruusidel. Terroriste, kes pole teadaolevalt surnud ega elus, nimetatakse mõnikord "Schrodingeri terroristideks". Kuulsatest isiksustest oli sellises seisundis näiteks Yasser Arafat, kui ta oli enne surma koomas, samuti Osama Bin Laden. Absurdopedia andmetel on põrsas kotis Schrödingeri kassikatse lihtsustatud versioon [link]. Stephen Hawking parafraseeris Hans Josti lööklauset: "Kui ma kuulen kultuurist, sirutan käe relva järele" järgmiselt: "Kui ma kuulen Schrödingeri kassist, sirutab mu käsi relva järele!" Seda seletatakse asjaoluga, et nagu paljud teised füüsikud, on ka Hawking seisukohal, et „Kopenhaageni koolkonna“ kvantmehaanika tõlgendus rõhutab vaatleja rolli põhjendamatult. Seoses MEPhI teoloogiaosakonna avamisega on veebis levinud järgmine pilt:
Juri Gordejev
Programmeerija, mänguarendaja, disainer, kunstnik
"Schrödingeri kass" on mõtteeksperiment, mille pakkus välja üks kvantfüüsika pioneeridest, et näidata, kui kummalised kvantefektid makroskoopilistes süsteemides rakendades välja näevad.
Püüan selgitada väga lihtsate sõnadega: füüsika härrased, ärge mind süüdistage. Fraas "jämedalt öeldes" on iga lause ees edasi.
Väga-väga väikeses plaanis koosneb maailm asjadest, mis käituvad väga ebatavaliselt. Selliste objektide üks kummalisemaid omadusi on võime olla korraga kahes teineteist välistavas olekus.
Intuitiivsest vaatenurgast on veelgi ebatavalisem (mõned ütleksid isegi, et jube) on see, et sihikindel vaatlus kõrvaldab selle ebakindluse ja objekt, mis oli lihtsalt kahes vastuolulises olekus korraga, ilmub vaatleja ette. ainult üks neist, nagu polekski midagi juhtunud, vaatab küljele ja vilistab süütult.
Subatomilisel tasandil on kõik juba ammu harjunud nende jamadega. On olemas matemaatiline aparaat, mis neid protsesse kirjeldab ja teadmised nende kohta on leidnud mitmesuguseid rakendusi: näiteks arvutites ja krüptograafias.
Makroskoopilisel tasandil neid mõjusid ei täheldata: meile tuttavad objektid on alati ühes kindlas olekus.
Nüüd mõtteeksperimendiks. Võtame kassi ja paneme kasti. Samuti paneme sinna kolvi mürgise gaasi, radioaktiivse aatomi ja Geigeri loenduriga. Radioaktiivne aatom võib, kuid ei pruugi igal ajal laguneda. Kui see laguneb, tuvastab loendur kiirguse, lihtne mehhanism purustab kolbi gaasiga ja meie kass sureb. Kui ei, siis jääb kass ellu.
Sulgeme kasti. Sellest hetkest alates on meie aatom kvantmehaanika seisukohalt määramatuse seisundis – lagunes 50% tõenäosusega ja ei lagunenud 50% tõenäosusega. Enne kui karbi avame ja sisse vaatame (teeme tähelepaneku), on see korraga mõlemas olekus. Ja kuna kassi saatus sõltub otseselt selle aatomi olekust, siis selgub, et kass on ka sõna otseses mõttes elus ja surnud üheaegselt ("...elava ja surnud kassi määrimine (vabandage väljend) osad..." kirjutab eksperimendi autor). Täpselt nii kirjeldaks seda olukorda kvantteooria.
Vaevalt oleks Schrödinger osanud arvata, kui palju müra tema idee tekitab. Eksperimenti ennast, isegi originaalis, on muidugi kirjeldatud äärmiselt jämedalt ja ilma igasuguse teadusliku täpsuse pretensioonita: autor soovis kolleegidele edasi anda mõtte, et teooria vajab täiendamist protsesside selgemate definitsioonidega nagu „vaatlus“. “, et jätta oma jurisdiktsioonist välja stsenaariumid kassides kassides.
Kassi ideed kasutati isegi selleks, et "tõestada" Jumala kui superintelligentsi olemasolu, kelle pidev jälgimine muudab meie olemasolu võimalikuks. Tegelikkuses ei nõua “vaatlus” teadlikku vaatlejat, mis võtab kvantefektidest osa müstikast välja. Kuid isegi nii jääb kvantfüüsika tänapäeval paljude seletamatute nähtuste ja nende tõlgendustega teaduse eesliiniks.
Ivan Boldin
Füüsikaliste ja matemaatikateaduste kandidaat, teadur, MIPT lõpetanud
Mikromaailma objektide (elementaarosakesed, aatomid, molekulid) käitumine erineb oluliselt nende objektide käitumisest, millega me tavaliselt kokku puutume. Näiteks võib elektron korraga lennata läbi kahe ruumiliselt kauge koha või olla aatomis korraga mitmel orbiidil. Nende nähtuste kirjeldamiseks loodi teooria – kvantfüüsika. Selle teooria järgi võib osakesi näiteks ruumis määrida, aga kui tahetakse kindlaks teha, kus osake asub, siis leiad kogu osakese alati mingist kohast ehk see justkui kukub kokku oma määrimisest. teatud kindlasse kohta. See tähendab, et arvatakse, et kuni pole osakese asukohta mõõtnud, pole sellel üldse asukohta ja füüsika suudab vaid ennustada, millise tõenäosusega millises kohas osakese tuvastada saab.
Üks kvantfüüsika loojatest Erwin Schrödinger mõtiskles: mis siis, kui olenevalt mikroosakese oleku mõõtmise tulemusest mõni sündmus toimub või ei toimu. Näiteks võib seda rakendada järgmiselt: võtke radioaktiivne aatom, mille poolestusaeg on näiteks tund. Läbipaistmatusse kasti saab panna aatomi, sinna saab panna seadme, mis aatomi radioaktiivsete lagunemissaaduste pihta sattudes lõhub mürgigaasiga ampulli ja sellesse kasti saab panna kassi. Siis sa ei näe väljastpoolt, kas aatom on lagunenud või mitte, st kvantteooria järgi on ta nii lagunenud kui ka mitte lagunenud ja kass on seega korraga nii elus kui ka surnud. See kass sai tuntuks kui Schrödingeri kass.
Võib tunduda üllatav, et kass võib olla korraga elus ja surnud, kuigi formaalselt siin vastuolu pole ja see pole kvantteooria ümberlükkamine. Küll aga võivad tekkida näiteks küsimused: kes suudab aatomi määrdunud olekust teatud olekusse kokku kukkuda ja kes sellise katsega ise määrdunud olekusse läheb? Kuidas see kokkuvarisemise protsess toimub? Või kuidas juhtub see, et kollapsi läbiviija ise ei allu kvantfüüsika seadustele? Kas need küsimused on mõttekad ja kui jah, siis millised on vastused, on endiselt ebaselge.
George Panin
aastal lõpetas Venemaa Keemiatehnikaülikooli. DI. Mendelejev, uuringute osakonna peaspetsialist (turundusuuringud)
Nagu Heisenberg meile selgitas, on kvantmikromaailma objektide kirjeldamine määramatuse printsiibi tõttu teist laadi kui tavaline objektide kirjeldus Newtoni makromaailmas. Ruumikoordinaatide ja kiiruse asemel, mida oleme harjunud kirjeldama mehaanilist liikumist, näiteks palli piljardilaual, kirjeldab kvantmehaanikas objekte nn lainefunktsioon. “Laine” hari vastab maksimaalsele tõenäosusele osakese ruumist mõõtmise hetkel leida. Sellise laine liikumist kirjeldab Schrödingeri võrrand, mis ütleb meile, kuidas kvantsüsteemi olek ajas muutub.
Nüüd kassist. Kõik teavad, et kassid armastavad end kastidesse peita (thequestion.ru). Ka Erwin Schrödinger oli kursis. Veelgi enam, puhtalt põhjamaise fanatismiga kasutas ta seda omadust kuulsas mõtteeksperimendis. Asja olemus seisnes selles, et kass lukustati põrguliku masinaga kasti. Masin on relee kaudu ühendatud kvantsüsteemiga, näiteks radioaktiivselt laguneva ainega. Lagunemise tõenäosus on teada ja see on 50%. Infernaalne masin käivitub, kui süsteemi kvantseisund muutub (toimub lagunemine) ja kass täielikult sureb. Kui jätta “Kass-kast-põrgulik masinkvant” süsteem üheks tunniks enda teada ja meeles pidada, et kvantsüsteemi olekut kirjeldatakse tõenäosuse kaudu, siis selgub, et seda ilmselt ei saagi. kas kass on antud ajahetkel elus või mitte, nii nagu on võimatu täpselt ette ennustada mündi pähe või sabale kukkumist. Paradoks on väga lihtne: kvantsüsteemi kirjeldav lainefunktsioon segab kassi kaks olekut – ta on elus ja surnud korraga, nii nagu seotud elektron võib paikneda võrdse tõenäosusega mis tahes kohas ruumis, mis on võrdsel kaugusel. aatomituum. Kui me kasti ei ava, ei tea me täpselt, kuidas kassil läheb. Ilma aatomituuma vaatlusi (lugege mõõtmisi) tegemata saame selle olekut kirjeldada ainult kahe oleku – lagunenud ja lagunemata tuuma – superpositsiooni (segamise) teel. Tuumasõltuvuses kass on korraga nii elus kui surnud. Küsimus on selles: millal lakkab süsteem eksisteerimast kahe oleku seguna ja valib ühe konkreetse?
Eksperimendi Kopenhaageni tõlgendus ütleb meile, et süsteem lakkab olemast olekute segu ja valib vaatluse toimumise hetkel neist ühe, mis on ühtlasi mõõtmine (lahti avaneb). See tähendab, et mõõtmise fakt muudab füüsilist reaalsust, mis viib lainefunktsiooni kokkuvarisemiseni (kass kas sureb või jääb ellu, kuid lakkab olemast mõlema segu)! Mõelge sellele, eksperiment ja sellega kaasnevad mõõtmised muudavad meid ümbritsevat reaalsust. Isiklikult häirib see asjaolu mu aju palju rohkem kui alkohol. Seda paradoksi on raske kogeda ka tuntud Steve Hawkingil, kes kordab, et kui ta kuuleb Schrödingeri kassist, sirutab ta käsi Browningi poole. Silmapaistva teoreetilise füüsiku reaktsiooni tõsidus tuleneb sellest, et tema arvates on vaatleja roll lainefunktsiooni kokkuvarisemisel (kahe tõenäosusliku seisundi kokkuvarisemisel) tugevalt liialdatud.
Muidugi, kui professor Erwin 1935. aastal oma kassipiinamise välja mõtles, oli see geniaalne viis kvantmehaanika ebatäiuslikkuse näitamiseks. Tegelikult ei saa kass olla elus ja surnud korraga. Eksperimendi ühe tõlgenduse tulemusel selgus, et makromaailma seaduste (näiteks termodünaamika teine seadus - kass on kas elus või surnud) ja mikromaailma seaduste vahel on vastuolu. maailm (kass on elus ja surnud korraga).
Ülaltoodut kasutatakse praktikas: kvantarvutuses ja kvantkrüptograafias. Valgussignaal kahe oleku superpositsioonis saadetakse läbi fiiberoptilise kaabli. Kui ründajad ühenduvad kuskil keskel oleva kaabliga ja teevad seal signaali pealtkuulamise, et edastatavat infot pealt kuulata, siis see ajab lainefunktsiooni kokku (Kopenhaageni tõlgenduse seisukohalt tehakse vaatlus) ja valgus läheb ühte olekusse. Kaabli vastuvõtuotsas valguse statistiliste testide läbiviimisel on võimalik tuvastada, kas valgus on olekute superpositsioonis või on seda juba vaadeldud ja teise punkti edastatud. See võimaldab luua sidevahendeid, mis välistavad tuvastamatu signaali pealtkuulamise ja pealtkuulamise.
Teine Schrödingeri mõtteeksperimendi värskem tõlgendus on lugu, mille Suure Paugu teooria tegelane Sheldon Cooper rääkis oma vähem haritud naabrile Pennyle. Sheldoni loo mõte on selles, et Schrödingeri kassi kontseptsiooni saab rakendada inimsuhetele. Selleks, et mõista, mis toimub mehe ja naise vahel, milline suhe nende vahel on: hea või halb, tuleb lihtsalt karp avada. Seni on suhe nii hea kui halb. youtube.com
Võib-olla on mõned teist kuulnud fraasi "Schrödingeri kass". Enamiku inimeste jaoks ei tähenda see nimi aga midagi.
Kui peate end mõtlevaks subjektiks ja isegi väidate, et olete intellektuaal, peaksite kindlasti uurima, mis on Schrödingeri kass ja miks ta kuulsaks sai.
Shroedingeri kass on Austria teoreetilise füüsiku Erwin Schrödingeri pakutud mõtteeksperiment. See andekas teadlane sai 1933. aastal Nobeli füüsikaauhinna.
Oma kuulsa eksperimendiga soovis ta näidata kvantmehaanika ebatäielikkust üleminekul subatomilistest süsteemidest makroskoopilistele süsteemidele.
Erwin Schrödinger püüdis oma teooriat selgitada kassi algse näite abil. Ta tahtis teha selle võimalikult lihtsaks, et tema ideed oleks kõigile arusaadavad.
Kas see õnnestus või mitte, saate teada, lugedes artiklit lõpuni.
Schrödingeri kassi eksperimendi olemus
Oletame, et teatud kass on suletud teraskambrisse sellise infernaalse masinaga (mis peab olema kaitstud kassi otsese sekkumise eest): Geigeri loenduri sees on nii tilluke kogus radioaktiivset materjali, et ainult üks aatom võib tunni jooksul laguneda. , kuid sama tõenäosusega ei pruugi laguneda; kui see juhtub, tühjeneb lugemistoru ja relee aktiveerub, vabastades haamri, mis purustab kolbi vesiniktsüaniidhappega.
Kui jätame kogu selle süsteemi üheks tunniks omaette, siis võime öelda, et kass on pärast seda aega elus, kuni aatom laiali ei lagune.
Aatomi esimene lagunemine mürgitaks kassi. Süsteemi kui terviku psi-funktsioon väljendab seda elava ja surnud kassi (vabandage väljendit) võrdsetes osades segamise või määrimisega.
Sellistel juhtudel on tüüpiline, et algselt aatomimaailmaga piiratud määramatus muundub makroskoopiliseks määramatuseks, mida saab otsevaatlemisega kõrvaldada.
See takistab meil naiivselt aktsepteerimast "hägumudelit" kui tegelikkust peegeldavat. See iseenesest ei tähenda midagi ebaselget ega vastuolulist.
Hägusel või fookusest väljas fotol ja pilvede või udu fotol on vahe.
Ehk siis meil on kast ja kass. Karbis on radioaktiivse aatomituumaga seade ja anum mürgise gaasiga.
Katse ajal on tuuma lagunemise või mittelagunemise tõenäosus võrdne 50%. Seega, kui see laguneb, sureb loom ja kui tuum ei lagune, jääb Schrödingeri kass ellu.
Lukustame kassi kasti ja ootame tund aega, mõtiskledes elu nõrkuse üle.
Kvantmehaanika seaduste järgi võib tuum (ja järelikult ka kass ise) olla samaaegselt kõigis võimalikes olekutes (vt kvantsuperpositsioon).
Kuni karbi avamiseni eeldab "kassi tuuma" süsteem sündmuste kahte võimalikku tulemust: "südamiku lagunemine - kass on surnud" 50% tõenäosusega ja "tuuma lagunemist ei toimunud - kass on elus ” sama tõenäosusega.
Selgub, et kastis istuv Schrödingeri kass on korraga nii elus kui surnud.
Kopenhaageni tõlgenduse tõlgendus ütleb, et igal juhul on kass elus ja surnud korraga. Tuuma lagunemise valik ei toimu mitte siis, kui me karbi avame, vaid ka siis, kui tuum tabab detektorit.
See on tingitud asjaolust, et süsteemi "kassidetektor-südamik" lainefunktsiooni vähendamine ei ole kuidagi seotud väljastpoolt vaatlejaga. See on otse ühendatud aatomituuma detektor-vaatlejaga.
Schrödingeri kass lihtsate sõnadega
Kvantmehaanika seaduste kohaselt võib aatomituuma vaatlus puudumisel olla kahekordne: see tähendab, et lagunemine kas toimub või mitte.
Sellest järeldub, et kassis olev ja tuuma esindav kass võib olla korraga nii elus kui surnud.
Kuid hetkel, kui vaatleja otsustab kasti avada, näeb ta ainult ühte kahest võimalikust olekust.
Nüüd aga kerkib loogiline küsimus: millal täpselt süsteem duaalsel kujul olemast lakkab?
Tänu sellele kogemusele väitis Schrödinger, et kvantmehaanika on puudulik ilma teatud reegliteta, mis selgitaksid, millal lainefunktsioon kokku kukub.
Arvestades asjaolu, et Schrödingeri kass peab varem või hiljem muutuma elavaks või surnuks, on see aatomituuma puhul sarnane: aatomi lagunemine kas toimub või mitte.
Kogemuse olemus inimkeeles
Schrödinger tahtis kassi näitel näidata, et kvantmehaanika järgi on loom korraga nii elus kui ka surnud. See on tegelikult võimatu, millest järeldatakse, et tänapäeval on kvantmehaanikas olulisi vigu.
Video filmist "Suure paugu teooria"
Sarja tegelane Sheldon Cooper püüdis oma "lähedasele" sõbrale selgitada Schrödingeri kassi eksperimendi olemust. Selleks võttis ta näite mehe ja naise suhetest.
Et teada saada, milline suhe neil on, peate lihtsalt kasti avama. Vahepeal suletakse, nende suhe võib olla korraga nii positiivne kui ka negatiivne.
Kas Schrödingeri kass elas selle kogemuse üle?
Kui keegi meie lugejatest on kassi pärast mures, peaksite rahunema. Eksperimendi käigus ei surnud neist keegi ja Schrödinger ise nimetas oma katset vaimne st selline, mis toimub eranditult meeles.
Loodame, et mõistate Schrödingeri kassi eksperimendi olemust. Kui teil on küsimusi, võite neid kommentaarides küsida. Ja loomulikult jagage seda artiklit sotsiaalvõrgustikes.
Kui teile meeldib, tellige sait IhuvitavFakty.org mis tahes mugaval viisil. Meiega on alati huvitav!
Kas postitus meeldis? Vajutage mis tahes nuppu:
“Schrödingeri kass” on meelelahutusliku mõtteeksperimendi nimi, mille on lavastanud Schrödinger või täpsemalt Nobeli füüsikapreemia laureaat, Austria teadlane Erwin Rudolf Joseph Alexander Schrödinger “Wikipedia”. järgneb: „Kinnisesse kasti asetatud kastis on mehhanism, mis sisaldab radioaktiivset tuuma ja anumat mürgise gaasiga. Katse parameetrid on valitud nii, et tuum laguneb 1 tunniga tuum laguneb, see aktiveerib mehhanismi - gaasiga anum avaneb ja kass sureb.
Kvantmehaanika järgi, kui tuuma ei vaadelda, siis selle olekut kirjeldatakse kahe oleku - lagunenud tuuma ja lagunemata tuuma - superpositsiooniga (segamine), seega on kastis istuv kass nii elus kui ka surnud. samal ajal. Kui kast avatakse, peab katsetaja nägema ainult ühte kindlat olekut: "tuum on lagunenud, kass on surnud" või "tuum ei ole lagunenud, kass on elus".
Selgub, et lõpuks on meil elus või surnud kass, kuid potentsiaalselt on kass korraga nii elus kui ka surnud. Seega püüdis Schrödinger tõestada kvantmehaanika piiranguid, rakendamata sellele teatud reegleid.
Kvantfüüsika Kopenhaageni tõlgendus – ja eriti see eksperiment – näitab, et kass omandab ühe potentsiaalse faasi (elus-surnud) omadused alles pärast seda, kui vaatleja protsessi sekkub.
See tähendab, et kui konkreetne Schrödinger avab kasti, peab ta sajaprotsendilise kindlusega vorsti lõikama või loomaarsti kutsuma. Kass on kindlasti elus või äkki surnud. Kuid seni, kuni protsessis pole vaatlejat - konkreetne inimene, kellel on kahtlemata eelised nägemise ja vähemalt selge teadvuse näol -, on kass "taeva ja maa vahel" teadmatuses.
Iidne tähendamissõna kassist, kes kõnnib üksinda, saab selles kontekstis uusi varjundeid. Kahtlemata ei ole Schrödingeri kass universumi kõige jõukam olend. Soovime kassile edukat tulemust ja pöördume veel ühe meelelahutusliku probleemi poole kvantmehaanika salapärasest ja kohati halastamatust maailmast.
See kõlab nii: "Mis häält teeb metsa langev puu, kui läheduses pole inimest, kes seda heli tajuks?" Erinevalt õnnetu/õnneliku kassi mustvalgest saatusest seisame siin silmitsi mitmevärvilise spekulatsioonipaletiga: heli pole / heli on, milline see on, kas see on olemas ja kas see on pole seal, siis miks? Sellele küsimusele ei saa vastata väga lihtsal põhjusel – eksperimendi läbiviimise võimatusel. Lõppude lõpuks eeldab iga katse vaatleja olemasolu, kes on võimeline tajuma ja järeldusi tegema.
Kuulus Argentina kirjanik Julio Cartazar, “maagilise realismi” silmapaistev esindaja, jutustab, kuidas vaatlejata jäetud kontorimööbel kontoris ringi liigub, justkui kasutaks vaba aega “jäikade” jäsemete sirutamiseks.
See tähendab, et on võimatu arvata, mis juhtub meid ümbritsevate reaalsuse objektidega meie puudumisel. Ja kui seda ei saa tajuda, siis seda pole olemas. Niipea, kui me ruumist lahkume, lakkab kogu selle sisu koos ruumi endaga olemast või täpsemalt eksisteerib ainult potentsiaalis.
Samal ajal toimub tulekahju või üleujutus, varustuse vargus või kutsumata külalised. Veelgi enam, me eksisteerime ka selles, erinevates potentsiaalsetes olekutes. Üks kõnnin mööda tuba ringi ja vilistab lolli meloodiat, teine vaatan nukralt aknasse, kolmas räägib mu naisega telefonis. Isegi meie äkksurm või hea uudis ootamatu telefonikõne näol elab selles.
Kujutage korraks ette kõiki ukse taga peituvaid võimalusi. Kujutage nüüd ette, et kogu meie maailm on vaid selliste realiseerimata potentsiaalide kogum. See on naljakas, kas pole?
Siin tekib aga loogiline küsimus: mis siis? Jah, see on naljakas, jah, see on huvitav, aga mida see sisuliselt muudab? Teadus vaikib sellest tagasihoidlikult. Kvantfüüsika jaoks avavad sellised teadmised uusi teid Universumi ja selle mehhanismide mõistmisel, kuid meile, suurtest teadusavastustest kaugel asuvatele inimestele, ei näi sellisest teabest mingit kasu olevat.
Kuidas sellest kasu pole!? Lõppude lõpuks, kui mina, surelik, eksisteerin selles maailmas, siis olen mina, surematu, teises maailmas! Kui mu elu koosneb ebaõnnestumiste ja pettumuste jadast, siis kuskil olen mina olemas – edukas ja õnnelik? Tegelikult pole midagi väljaspool meie aistinguid, nagu pole ruumi enne, kui me sellesse siseneme. Meie tajuorganid ainult petavad meid, joonistades meie ajju pildi meid "ümbritsevast" maailmast. Mis tegelikult peitub meist väljaspool, jääb endiselt seitsme pitseri taga saladuseks.
Kas kass võib olla korraga elus ja surnud? Mitu paralleeluniversumit on olemas? Ja kas nad on üldse olemas? Need ei ole üldse ulmeküsimused, vaid väga reaalsed teadusprobleemid, mida lahendab kvantfüüsika.
Nii et alustame sellest Schrödingeri kass. See on Erwin Schrödingeri pakutud mõttekatse, et juhtida tähelepanu kvantfüüsikas eksisteerivale paradoksile. Katse olemus on järgmine.
Kinnisesse kasti asetatakse samaaegselt nii kujuteldav kass kui ka sama mõtteline mehhanism radioaktiivse südamiku ja mürgise gaasi anumaga. Kui tuum laguneb, siis katse kohaselt aktiveerib see mehhanismi: gaasimahuti avaneb ja kass sureb. Tuuma lagunemise tõenäosus on 1:2.
Paradoks seisneb selles, et kvantmehaanika järgi, kui tuuma ei vaadelda, siis on kass nn superpositsioonis ehk teisisõnu, kass on samaaegselt üksteist välistavates seisundites (on nii elus kui surnud). Kui aga vaatleja kasti avab, saab ta kontrollida, kas kass on ühes kindlas olekus: kas elus või surnud. Schrödingeri sõnul seisneb kvantteooria ebatäielikkus selles, et see ei täpsusta, millistel tingimustel kass lakkab olemast superpositsioonis ja osutub kas elavaks või surnuks.
Sellele paradoksile lisandub Wigneri eksperiment, mis lisab juba olemasolevale mõtteeksperimendile sõprade kategooria. Wigneri sõnul saab katsetaja kasti avades teada, kas kass on elus või surnud. Eksperimenteerija jaoks lakkab kass olemast superpositsioonis, kuid sõbra jaoks, kes on ukse taga ja kes veel katse tulemustest ei tea, on kass endiselt kusagil "elu ja surma vahel". Seda saab jätkata lõpmatu hulga uste ja sõpradega ning sarnase loogika kohaselt on kass superpositsioonis seni, kuni kõik Universumi inimesed teavad, mida katsetaja kasti avades nägi.
Kuidas kvantfüüsika sellist paradoksi seletab? Kvantfüüsika pakub mõtteeksperimenti kvant-enesetapp ja kaks võimalikku stsenaariumi, mis põhinevad kvantmehaanika erinevatel tõlgendustel.
Mõtteeksperimendis suunatakse relv osaleja poole ja see kas tulistab radioaktiivse aatomi lagunemise tagajärjel või mitte. Jällegi 50 kuni 50. Seega eksperimendis osaleja kas sureb või mitte, kuid praegu on ta nagu Schrödingeri kass superpositsioonis.
Seda olukorda saab kvantmehaanika seisukohalt tõlgendada erinevalt. Kopenhaageni tõlgenduse kohaselt kustub relv lõpuks ja osaleja sureb. Everetti tõlgenduse kohaselt näeb superpositsioon ette kahe paralleeluniversumi olemasolu, milles osaleja eksisteerib samaaegselt: ühes neist on ta elus (relv ei lasknud), teises on surnud (relv tulistas). Kui aga paljude maailmade tõlgendus on õige, siis ühes universumis jääb osaleja alati ellu, mis viib ideeni "kvant-surematuse" olemasolust.
Mis puutub Schrödingeri kassi ja eksperimendi vaatlejasse, siis Everetti tõlgenduse kohaselt leiab ka tema end ja kassi korraga kahest Universumist ehk “kvantkeeles”, temaga “põimunud”.
See kõlab nagu lugu ulmeromaanist, kuid see on üks paljudest teadusteooriatest, millel on koht kaasaegses füüsikas.