Шредингеровата мачка е познат парадоксален експеримент. Теорија на Шредингер: опис, карактеристики, експерименти и примена

Што е мачката на Шредингер, мачката Шредингер, сè за мачката на Шредингер, парадоксот на мачката на Шредингер, експериментот со мачки на Шредингер, мачка во кутија, ниту жива, ниту мртва мачка, дали е жива мачката на Шредингер, експеримент со мачки

Ова е мачка која е и жива и мртва во исто време. Оваа несреќна состојба му ја должи на нобеловецот за физика, австрискиот научник Ервин Рудолф Џозеф Александар Шредингер.

Секции:

Суштината на експериментот / парадокс

Мачката е во затворена кутија со механизам што содржи радиоактивно јадро и контејнер со отровен гас. Карактеристиките на експериментот се избрани така што веројатноста јадрото да се распадне за 1 час е 50%. Ако јадрото се распадне, го активира механизмот, садот за гас се отвора и мачката умира. Според квантната механика, ако не се набљудува јадрото, тогаш неговата состојба се опишува со суперпозиција (мешање) на две состојби - распаднато јадро и нераспаднатото јадро, затоа, мачка што седи во кутија е и жива и мртва. наеднаш.

Веднаш штом ќе ја отворите кутијата, експериментаторот треба да види само една состојба - „јадрото се распадна, мачката е мртва“ или „јадрото не се распаднало, мачката е жива“. Но, иако нема набљудувач во процесот, несреќното животно останува „мртво“.

Маргинализиран

• Несреќата никогаш не доаѓа сама
  Не само здравјето на опашестиот жител на кутијата е доведено во прашање, туку и неговиот пол: во оригиналниот експеримент, мачката на Шредингер сè уште била мачка (умре Каце).
• Нема „мртви“ мачки
  Важно е да се запамети дека експериментот на Шредингер немаше за цел да го докаже постоењето на „мртвите“ мачки (и, спротивно на изјавата во вториот дел од играта „Портал“, не беше измислен како изговор за убивање мачки). Очигледно, мачката мора да биде или жива или мртва, бидејќи не постои средна состојба.
  Искуството покажува дека квантната механика не е способна да го опише однесувањето на макросистемите (во кои спаѓа и мачката): таа е нецелосна без некои правила кои покажуваат кога системот избира една одредена состојба, под кои услови брановата функција колабира и мачката или останува жива. или станува мртов, но престанува да биде мешавина од двете.

Толкувања Копенхагенско толкувањенегира дека пред да ја отвори кутијата мачката е во состојба на конфузија помеѓу живи и мртви. Некои веруваат дека сè додека кутијата е затворена, системот е во суперпозиција на состојбите „распаднат јадро, мртва мачка“ и „нераспаднат јадро, жива мачка“, а кога кутијата се отвора, дури тогаш функцијата на бранот колабира. на една од опциите. Други велат дека „набљудување“ се случува кога честичка од јадрото ќе го погоди детекторот; но, за жал, во копенхагенското толкување нема јасно правило кое кажува кога тоа ќе се случи, и затоа ова толкување е нецелосно додека таквото правило не се воведе во него или не се каже како може да се воведе во принцип. Толкувањето на Еверет за многу светови, за разлика од Копенхаген, процесот на набљудување не го смета за нешто посебно. Овде постојат и двете состојби на мачката, но се декохерираат - односно, како што разбира авторот, единството на овие состојби е нарушено како резултат на интеракцијата со околината. Кога набљудувачот ја отвора кутијата, тој се заплеткува (помеша) со мачката, што создава две состојби на набљудување, едната одговара на жива мачка, а другата на мртвата. Овие состојби не комуницираат едни со други. Мачката како компетентен набљудувач
Авторот верува дека последниот збор треба да го остави на мачката, која, дури и да не знае ништо за квантната механика, секако е подобро информирана од кој било друг за неговата состојба. Сепак, неговата компетентност како набљудувач очигледно предизвикува сомнеж кај научниците. Исклучок се Ханс Моравец, Бруно Маршал и Макс Тегмарк, кои предложија модификација на експериментот на Шредингер, познат како „квантно самоубиство“ и кој е експеримент со мачка од гледна точка на мачката. Научниците ја следеа целта да ја покажат разликата помеѓу интерпретациите на квантната механика од Копенхаген и многу светови. Ако толкувањето на многу светови е точно, мачката, на радост на неговите симпатизери, станува Цои и секогаш останува жива, бидејќи учесникот може да го набљудува резултатот од експериментот само во светот во кој преживува.

• Надав Кац од Универзитетот во Калифорнија и неговите колеги ги објавија резултатите од лабораторискиот експеримент во кој тие беа во можност да ја „вратат“ квантната состојба на честичката назад, и по мерењето на оваа состојба. Така, можно е да се спаси животот на мачката без оглед на условите за колапс на брановата функција. Не е важно дали е жив или мртов: секогаш можете да го вратите [врска] .
• 03.06.2011 РИА Новости објави дека кинеските физичари биле во можност да создаваат „Шродингерова мачка“ со осум фотографии[врска] , што треба да го олесни развојот на идните квантни компјутери

Слика во културата

Можеби никој не направил повеќе за да ја популаризира квантната механика од кутрата мачка. Дури и луѓето кои се најдалеку од ова сложено поле на знаење, загрижени за судбината на веројатно страдачкото животно, се обидуваат да ги разберат сложеноста на експериментот, надевајќи се дека не е сè толку лошо. Мачката ги инспирира уметниците и популарната култура.
Да ги спомнеме неговите главни достигнувања:

Литература:За ситуацијата со мачката на Шредингер зборуваат главните ликови од книгата на Даглас Адамс „Детективската агенција на Дирк Џентли“. Во книгата „Ендимион“ на Ден Симонс, главниот лик Раул Ендимион ја пишува својата приказна додека е во орбитата околу Армагаст во кутијата со мачки на Шредингер. Во последната третина од книгата на Роберт Хајнлајн The Cat Walks Through Walls се појавува мачката ѓумбир Пиксел, која ја има способноста мачката на Шредингер да биде во две состојби истовремено. Книгата на Тери Прачет „The Cat No Fool“ на хумористичен начин ја опишува расата на таканаречените „Шродингер мачки“, кои потекнуваат од истата мачка Шродингер. Овој мисловен експеримент е споменат и повеќе од еднаш во други дела на Прачет, на пример, во романот „Дами и господа“. Во приказната на F. Gwynplain McIntyre „Да ја дои мачката Шредингер“, еден од ликовите се покажа дека е миленичето на Шредингер, мачката Тиблс. Околу оваа мачка, всушност, се развива дејството на хумористична приказна, великодушно зачинета со детали од различни области на физиката. Заплетот на научно-фантастичниот роман на Фредерик Пол „Доаѓањето на квантните мачки“ (1986) е изграден врз идејата за интеракција помеѓу „соседните“ универзуми. Во филозофската и сатирична минијатура „Шродингеровата мачка“ од Николај Бајтов, парадоксот на Шредингер е свртен одвнатре: организацијата наречена „Лига на реверзибилно време“ надгледува жива мачка во кутија веќе 50 години без прекин, верувајќи дека додека се врши набљудување - состојбата во која живее мачката не треба да се менува. Во книгата на Лукјаненко „Последниот часовник“, на главниот лик му е дадена јамка наречена „Шредингеровата мачка“ околу вратот, чијашто особеност е што магионичарите не разбираат дали ова суштество е живо или не. Спомнат во романот на Грег Еган „Карантин“, во фантазијата на Кристофер Сташеф „Исцелител магионичар“, во приказната на Грегори Дејл Беар „Чумата на Шредингер“; Полскиот писател Сапковски ја споменува мачката на Кодрингер. Во киберпанк-романот на Мерси Шели, 2048, се вели дека „дечко со презиме што личеше на датотека ставаше некој сиромашен биорг во железна кутија во која немаше ништо освен вијала со отров“. Поемата „Шродингеровата мачка“ на Светлана Ширанкова има многу инспиративен почеток: „Докторе Шродингер, вашата мачка е сè уште жива“. Екран:Во филмот на браќата Коен, Сериозен човек, студент му изјавува на професорот: „Го разбирам експериментот со мртва мачка“, што, се разбира, го покажува спротивното. Во филмот „Репо Човек“ („Колектори“, во руско издание „Риперс“) главниот лик на почетокот на филмот зборува за непознат научник кој има мачка. И оваа мачка е во состојба на „...и жива и мртва во исто време...“. Во една од епизодите на научно-фантастичната серија Stargate SG-1, се појавува мачка по име Шредингер. Главниот лик на научно-фантастичната серија „Slithers“ има и мачка со исто име. Во ТВ серијата Stargate SG-1, портокалова мачка по име Шредингер беше дадена на вонземјанин. Мртвата мачка Шредингер се појавува во ТВ серијата CSI: Лас Вегас (сезона 8, епизода 15: Теоријата на сè). Мачката на Шредингер се споменува и во ТВ серијата „The Big Bang Theory“, каде како одговор на прашањето на една девојка дали треба да оди на состанок, херојот прави аналогија со мачката на Шредингер, што значи дека додека не се обидеш, ќе победиш. 't know: „Пени, за да дознаете дали мачката е жива или мртва, треба да ја отворите кутијата“. Во ТВ серијата Бубачки, улогата на мачката на Шредингер ја играше доказ за Црвениот Меркур во сеф заробен во замка. Во јапонското аниме Hellsing (OVA) (како и во истоимената манга), постои лик од мачка-човек по име Шредингер, кој не е ниту жив ниту мртов, има способност да телепортира („биди секаде и никаде“) , и е целосно неуништлив. Во анимето „To Aru Majutsu no Index“, на барање од една девојка да именува маче Шредингер, главниот лик приговара дека мачките не можат да се нарекуваат со тоа име. Во анимето Shigofumi има и мачка по име Шредингер. Во јапонското аниме и игра Umineko no naku koro ni, искуството се користи во обидот на Battler да ја докаже неможноста на магијата (исто така користена во „Доказ за ѓаволот“, „Хемпеловите врани“, „Демонот на Лаплас“). Во една од епизодите на Футурама, „Закон и пророштво“, Шредингер криел дрога во кутија со мачка. Стрип/манга:Мал стрип за мачката на Шредингер и демонот на Максвел. Тој е мртов: Шредингер од мачката: И други стрипови на joyreactor.ru. Игри:Постои потрага игра „Враќање на квантната мачка“. Во играта „Нетак“ има чудовиште „Квантен механичар“, кој понекогаш има кутија со мачка со себе. Состојбата на мачката не се утврдува додека не се отвори кутијата. Во играта „Half-Life 2“ имаше мачка во лабораторија со телепортери, за која Барни „сè уште има кошмари“. Портретот на мачката на Шредингер се наоѓа и во римејкот од 1998 година базиран на Half-Life. - „Црна Меса“ (порано позната како „Црна Меса: Извор“). Линк до заверена слика од екранот на нотар. Во секое ниво на Bioshock, има мртва мачка во затскриено агол, идентификувана како Шродингер. Во вториот дел можете да го најдете и него - мачката почива во една од ледените санти во замрзната просторија со четири камери за надзор во аглите. Истоимената мачка NPC се појавува во јапонската RPG Shin Megami Tensei: Digital Devil Saga. Главниот слоган на порталот на играта, „Тортата е лага“, е погрешна верзија на еден од исходите на експериментот на Шредингер, имено „Мачката е жива“. Во вториот дел од играта, мачката исто така не е заборавена. Спомнувањето на експериментот може да се најде во правилникот на руската игра на табла „Доба на Водолија“. Мачката има дури и плоча со свои карактеристики - таа е целосно празна, па како да не постои. Музика:Таканаречениот фестивал на нестандардна музика „Шродингерова мачка“, одржан под слоганите „Вистински живот - вистинска смрт - вистинска музика!“ и „Дали мачката на Шредингер е жива или мртва? И ти?" Google исто така известува дека името „KoT Schrödinger“ е речиси музички проект на многу мала група од Королев во близина на Москва. Албумот на британскиот бенд Tears for Fears, Saturnine Martial and Lunatic содржи истоимена песна. Руската група „Allein Fur“ Имер исто така изведува песна со истото име. Хумор:Секоја шега за мачката на Шредингер е смешна и незабавна во исто време. Шредингер и Хајзенберг возат по автопатот до конференција, Шредингер вози. Одеднаш се слуша тресок и тој го запира автомобилот. Хајзенберг гледа кон патот:
- О Боже мој, изгледа како да сум удрил мачка!
- Тој умре?
- Не можам да кажам точно. Шредингер шеташе низ собата барајќи го сраното маче, а тоа седеше во кутијата ниту живо ниту мртво. Разно:Уметниците обрнуваат внимание на мачката на Шредингер, обидувајќи се да ја пренесат двосмисленоста на неговата позиција преку сликарство и графика. Исто така, слики од ова животно може да се видат на маици и чаши. Терористите за кои не се знае дека се мртви или живи понекогаш се нарекуваат „терористи на Шродингер“. Од познатите личности, на пример, Јасер Арафат бил во оваа состојба кога бил во кома пред смртта, како и Осама Бин Ладен. Според Absurdopedia, свиња во ѕиркање е поедноставена верзија на експериментот со мачки на Шредингер [врска]. Стивен Хокинг ја парафразирал фразата на Ханс Јост: „Кога слушам за култура, посегнувам по пиштол“ на следниов начин: „Кога слушам за мачката на Шредингер, мојата рака посегнува по пиштол! Ова се објаснува со фактот дека, како и многу други физичари, Хокинг е на мислење дека интерпретацијата на „Копенхагенската школа“ на квантната механика без оправдување ја нагласува улогата на набљудувачот. Во врска со отворањето на Катедрата за теологија на MEPhI, следната слика се прошири на интернет:

Јуриј Гордеев
Програмер, развивач на игри, дизајнер, уметник

„Шредингеровата мачка“ е мисловен експеримент предложен од еден од пионерите на квантната физика за да покаже колку чудни изгледаат квантните ефекти кога се применуваат на макроскопски системи.

Ќе се обидам да објаснам со многу едноставни зборови: господа физичари, не ме обвинувајте. Фразата „грубо кажано“ се подразбира понатаму пред секоја реченица.

Во многу, многу мал размер, светот е составен од работи кои се однесуваат на многу необични начини. Една од најчудните карактеристики на таквите објекти е способноста да се наоѓаат во две меѓусебно исклучувачки состојби во исто време.

Она што е уште понеобично од интуитивна гледна точка (некои би рекле дури и морничаво) е дека чинот на намерно набљудување ја елиминира оваа неизвесност, а објектот, кој бил во две контрадикторни состојби во исто време, се појавува пред набљудувачот во само еден од нив, како ништо да не се случило, гледа на страна и невино свирка.

На субатомско ниво, сите одамна се навикнати на овие лудории. Постои математички апарат кој ги опишува овие процеси, а знаењето за нив најде различни примени: на пример, во компјутерите и криптографијата.

На макроскопско ниво, овие ефекти не се забележуваат: предметите што ни се познати се секогаш во една специфична состојба.

Сега за мисловен експеримент. Ја земаме мачката и ја ставаме во кутија. Таму ставаме и колба со отровен гас, радиоактивен атом и гајгеровиот бројач. Радиоактивниот атом може или не може да се распадне во секое време. Ако се распадне, бројачот ќе открие зрачење, едноставен механизам ќе ја скрши колбата со гас, а нашата мачка ќе умре. Ако не, мачката ќе остане жива.

Ја затвораме кутијата. Од овој момент, од гледна точка на квантната механика, нашиот атом е во состојба на неизвесност - се распаѓал со веројатност од 50%, а не се распаѓал со веројатност од 50%. Пред да ја отвориме кутијата и да погледнеме внатре (направете набљудување), таа ќе биде во двете состојби одеднаш. И бидејќи судбината на мачката директно зависи од состојбата на овој атом, излегува дека мачката е исто така буквално жива и мртва во исто време („... извалка живата и мртвата мачка (прости го изразот) во еднакво делови...“ пишува авторот на експериментот). Токму вака квантната теорија би ја опишала оваа ситуација.

Шредингер тешко можеше да претпостави колкава врева ќе предизвика неговата идеја. Се разбира, самиот експеримент, дури и во оригиналот, е опишан крајно грубо и без никакво претензии за научна точност: авторот сакал да им ја пренесе на своите колеги идејата дека теоријата треба да се надополни со појасни дефиниции на процесите како „набљудување “ со цел да се исклучат сценаријата со мачки во кутии од нејзината јурисдикција.

Идејата за мачка дури беше искористена за да се „докаже“ постоењето на Бог како суперинтелигенција, чие континуирано набљудување го овозможува нашето постоење. Во реалноста, „набљудувањето“ не бара свесен набљудувач, кој вади дел од мистицизмот од квантните ефекти. Но, и покрај тоа, квантната физика и денес останува граница на науката со многу необјаснети феномени и нивните толкувања.

Иван Болдин
Кандидат за физичко-математички науки, истражувач, дипломиран MIPT

Однесувањето на предметите од микросветот (елементарни честички, атоми, молекули) значително се разликува од однесувањето на предметите со кои обично треба да се справиме. На пример, електрон може истовремено да лета низ две просторно далечни места или да биде истовремено во неколку орбити во атомот. За да се опишат овие појави, беше создадена теорија - квантна физика. Според оваа теорија, на пример, честичките може да се размачкаат во вселената, но ако сакате да одредите каде се наоѓа честичката, тогаш секогаш ќе ја најдете целата честичка на некое место, односно ќе изгледа како да пропаѓа од нејзиното размачкано наведуваат на одредено место. Односно, се верува дека додека не ја измерите положбата на честичката, таа воопшто нема позиција, а физиката може само да предвиди со каква веројатност можете да откриете честичка на кое место.

Ервин Шредингер, еден од креаторите на квантната физика, се запрашал: што ако, во зависност од резултатот од мерењето на состојбата на микрочестичката, се случи или не се случи некој настан. На пример, ова може да се спроведе на следниов начин: земете радиоактивен атом со полуживот од, да речеме, еден час. Во непроѕирна кутија може да се стави атом, таму може да се стави уред кој, кога радиоактивните продукти на распаѓање на атомот ќе го погодат, ќе скрши ампула со отровен гас, а во оваа кутија може да се стави мачка. Тогаш нема да видите однадвор дали атомот се распаднал или не, односно според квантната теорија и се распаднал и не се распаѓал, а мачката, значи, е и жива и мртва во исто време. Оваа мачка стана позната како мачка на Шредингер.

Можеби изгледа изненадувачки што мачката може да биде жива и мртва во исто време, иако формално тука нема противречност и ова не е побивање на квантната теорија. Меѓутоа, може да се појават прашања, на пример: кој може да го сруши атом од размачкана состојба во одредена состојба, а кој со таков обид самиот оди во извалкана состојба? Како се случува овој процес на колапс? Или како се случува тој што го прави колапсот самиот да не ги почитува законите на квантната физика? Дали овие прашања имаат смисла и, ако има, кои се одговорите, сè уште е нејасно.

Џорџ Панин
дипломирал на рускиот хемиски технички универзитет по име. ДИ. Менделеев, главен специјалист на одделот за истражување (маркетиншко истражување)

Како што ни објасни Хајзенберг, поради принципот на неизвесност, описот на објектите во квантниот микросвет е од поинаква природа од вообичаениот опис на објектите во Њутновиот макросвет. Наместо просторни координати и брзина, на кои сме навикнати да опишуваме механичко движење, на пример, топка на маса за билијард, во квантната механика предметите се опишуваат со таканаречената бранова функција. Врвот на „бранот“ одговара на максималната веројатност да се најде честичка во вселената во моментот на мерење. Движењето на таков бран е опишано со Шредингеровата равенка, која ни кажува како состојбата на квантниот систем се менува со текот на времето.

Сега за мачката. Секој знае дека мачките сакаат да се кријат во кутии (thequestion.ru). Ервин Шредингер исто така беше познат. Згора на тоа, со чисто нордиски фанатизам, тој ја искористи оваа карактеристика во познатиот мисловен експеримент. Суштината на тоа беше дека мачка беше заклучена во кутија со пеколна машина. Машината е поврзана преку реле со квантен систем, на пример, радиоактивно распаѓачка супстанција. Веројатноста за распаѓање е позната и е 50%. Пеколната машина се активира кога се менува квантната состојба на системот (настанува распаѓање) и мачката целосно умира. Ако го оставите системот „Кат-кутија-пеколна машина-кванта“ сам на себе еден час и запомните дека состојбата на квантниот систем е опишана во смисла на веројатност, тогаш станува јасно дека веројатно нема да може да се дознае дали мачката е жива или не во даден момент во времето, исто како што е невозможно прецизно да се предвиди падот на паричка на главите или опашките однапред. Парадоксот е многу едноставен: брановата функција која опишува квантен систем ги меша двете состојби на мачката - таа е жива и мртва во исто време, исто како што врзан електрон може да се наоѓа со еднаква веројатност на кое било место во вселената на еднакво оддалеченост од атомското јадро. Ако не ја отвориме кутијата, не знаеме точно како е мачката. Без да правиме набљудувања (читај мерења) на атомското јадро, можеме да ја опишеме неговата состојба само со суперпозиција (мешање) на две состојби: распаднат и нераспаднат јадро. Мачката во нуклеарна зависност е и жива и мртва во исто време. Прашањето е: кога системот престанува да постои како мешавина од две состојби и избира една специфична?

Копенхагенската интерпретација на експериментот ни кажува дека системот престанува да биде мешавина од состојби и избира една од нив во моментот кога ќе се појави опсервација, што исто така е мерење (кутијата се отвора). Односно, самиот факт на мерење ја менува физичката реалност, што доведува до колапс на брановата функција (мачката или станува мртва или останува жива, но престанува да биде мешавина од двете)! Размислете за тоа, експериментот и мерењата што го придружуваат ја менуваат реалноста околу нас. Лично, овој факт ми го мачи мозокот многу повеќе од алкохолот. На добро познатиот Стив Хокинг исто така му е тешко да го доживее овој парадокс, повторувајќи дека кога ќе слушне за мачката на Шредингер, неговата рака посегнува кон Браунинг. Тежината на реакцијата на извонредниот теоретски физичар се должи на фактот што, според него, улогата на набљудувачот во колапсот на брановата функција (кои го колабира во една од двете веројатни) состојби е многу преувеличена.

Се разбира, кога професорот Ервин го замислил своето мачење со мачки во 1935 година, тоа бил генијален начин да се покаже несовршеноста на квантната механика. Всушност, мачката не може да биде жива и мртва во исто време. Како резултат на едно од толкувањата на експериментот, стана очигледно дека постои контрадикција помеѓу законите на макро-светот (на пример, вториот закон на термодинамиката - мачката е или жива или мртва) и микро- светот (мачката е жива и мртва во исто време).

Горенаведеното се користи во пракса: во квантното пресметување и квантната криптографија. Светлосен сигнал во суперпозиција на две состојби се испраќа преку кабел со оптички влакна. Ако напаѓачите се поврзат со кабелот некаде на средина и таму допрете сигнал за да ги прислушкуваат пренесените информации, тогаш ова ќе ја сруши брановата функција (од гледна точка на толкувањето на Копенхаген, ќе се направи набљудување) и светлината ќе оди во една од состојбите. Со спроведување на статистички тестови на светлината на приемниот крај на кабелот, ќе може да се открие дали светлината е во суперпозиција на состојби или веќе е забележана и пренесена во друга точка. Ова овозможува да се создадат средства за комуникација кои исклучуваат незабележливо пресретнување и прислушување сигнал.

Друга понова интерпретација на мисловниот експеримент на Шредингер е приказната што ликот на теоријата на Биг Бенг Шелдон Купер и ја кажал на својата помалку образована соседка Пени. Поентата на приказната на Шелдон е дека концептот на мачката на Шредингер може да се примени на меѓучовечките односи. За да разберете што се случува помеѓу маж и жена, каква врска има меѓу нив: добра или лоша, само треба да ја отворите кутијата. Дотогаш, врската е и добра и лоша. youtube.com

Можеби некои од вас ја слушнале фразата „Шредингеровата мачка“. Сепак, за повеќето луѓе ова име не значи ништо.

Ако се сметате себеси за субјект што размислува, па дури и тврдите дека сте интелектуалец, тогаш дефинитивно треба да дознаете што е мачката на Шредингер и зошто тој стана познат.

Мачката на Шредингере мисловен експеримент предложен од австрискиот теоретски физичар Ервин Шредингер. Овој талентиран научник ја доби Нобеловата награда за физика во 1933 година.

Преку неговиот познат експеримент, тој сакаше да ја покаже нецелосноста на квантната механика при преминот од субатомски во макроскопски системи.

Ервин Шредингер се обиде да ја објасни својата теорија користејќи го оригиналниот пример на мачка. Тој сакаше да го направи што е можно поедноставно за да може секој да ја разбере неговата идеја.

Дали успеал или не, ќе дознаете читајќи ја статијата до крај.

Суштината на експериментот Шредингерова мачка

Да претпоставиме дека одредена мачка е затворена во челична комора со таква пеколна машина (која мора да биде заштитена од директна интервенција на мачката): внатре во гајгеровиот бројач има толку мала количина на радиоактивен материјал што само еден атом може да се распадне во рок од еден час. , но со иста веројатност може да не се распадне; ако тоа се случи, цевката за читање се испушта и релето се активира, ослободувајќи го чеканот, кој ја крши колбата со цијановодородна киселина.

Ако го оставиме целиот овој систем сам за себе еден час, тогаш можеме да кажеме дека мачката ќе биде жива по ова време, се додека атомот не се распадне.

Самото прво распаѓање на атомот би ја отруло мачката. Пси-функцијата на системот како целина ќе го изрази тоа со мешање или размачкање на жива и мртва мачка (простете го изразот) во еднакви делови.

Она што е типично во вакви случаи е дека неизвесноста првично ограничена на атомскиот свет се трансформира во макроскопска несигурност, која може да се елиминира со директно набљудување.

Ова нè спречува наивно да го прифатиме „моделот на заматување“ како одраз на реалноста. Ова само по себе не значи ништо нејасно или контрадикторно.

Има разлика помеѓу заматена фотографија или фотографија надвор од фокус и фотографија од облаци или магла.

Со други зборови, имаме кутија и мачка. Кутијата содржи уред со радиоактивно атомско јадро и контејнер со отровен гас.

За време на експериментот, веројатноста за распаѓање или нераспаѓање на јадрото е еднаква на 50%. Затоа, ако се распадне, животното ќе умре, а ако јадрото не се распадне, мачката на Шредингер ќе остане жива.

Ја заклучуваме мачката во кутија и чекаме еден час, размислувајќи за слабоста на животот.

Според законите на квантната механика, јадрото (и, следствено, самата мачка) може истовремено да биде во сите можни состојби (види квантна суперпозиција).

До моментот кога ќе се отвори кутијата, системот „мачка-јадро“ претпоставува два можни исходи на настаните: „распаѓање на јадрото - мачката е мртва“ со веројатност од 50%, и „распаѓање на јадрото не се случи - мачката е жива “ со ист степен на веројатност.

Излегува дека мачката на Шредингер, која седи во кутијата, е и жива и мртва во исто време.

Толкувањето на копенхагенското толкување вели дека во секој случај мачката е жива и мртва во исто време. Изборот на нуклеарно распаѓање се случува не кога ќе ја отвориме кутијата, туку и кога јадрото удира во детекторот.

Ова се должи на фактот дека намалувањето на брановата функција на системот „мачка-детектор-јадро“ на ниту еден начин не е меѓусебно поврзано со лицето кое набљудува однадвор. Тој е директно поврзан со детекторот-набљудувач на атомското јадро.

Шредингеровата мачка со едноставни зборови

Според законите на квантната механика, ако не постои набљудување на атомското јадро, тоа може да биде двојно: односно распаѓањето или ќе се случи или не.

Од ова произлегува дека мачката, која е во кутијата и го претставува јадрото, може да биде и жива и мртва во исто време.

Но, во моментот кога набљудувачот ќе реши да ја отвори кутијата, ќе може да види само една од 2-те можни состојби.

Но, сега се поставува логично прашање: кога точно системот престанува да постои во двојна форма?

Благодарение на ова искуство, Шредингер тврдеше дека квантната механика е нецелосна без одредени правила кои објаснуваат кога брановата функција колабира.

Имајќи го предвид фактот дека мачката на Шредингер порано или подоцна мора да стане или жива или мртва, тогаш ова ќе биде слично за атомското јадро: атомското распаѓање или ќе се случи или не.

Суштината на искуството во човечкиот јазик

Шредингер, користејќи го примерот на мачка, сакал да покаже дека според квантната механика, животното ќе биде и живо и мртво во исто време. Ова, всушност, е невозможно, од што се извлекува заклучокот дека квантната механика денес има значителни недостатоци.

Видео од „The Big Bang Theory“

Ликот на серијата Шелдон Купер се обиде на својот „близок“ пријател да му ја објасни суштината на експериментот со мачката на Шредингер. За да го направи тоа, тој го искористи примерот на врската помеѓу маж и жена.

За да дознаете каква врска имаат, само треба да ја отворите кутијата. Во меѓувреме, тоа ќе биде затворено, нивната врска може да биде и позитивна и негативна во исто време.

Дали мачката на Шредингер го преживеа искуството?

Ако некој од нашите читатели е загрижен за мачката, тогаш треба да се смирите. За време на експериментот, ниту еден од нив не умре, а самиот Шредингер го нарече својот експеримент ментална, односно онаа што се спроведува исклучиво во умот.

Се надеваме дека ја разбирате суштината на експериментот Шредингерова мачка. Ако имате какви било прашања, можете да ги прашате во коментарите. И, се разбира, споделете ја оваа статија на социјалните мрежи.

Ако ви се допаѓа, претплатете се на страницата ЈасинтересенФakty.orgна кој било пригоден начин. Кај нас секогаш е интересно!

Дали ви се допадна објавата? Притиснете кое било копче:

„Шредингеровата мачка“ е името на забавниот мисловен експеримент што го инсценирал Шредингер, или поточно, нобеловецот за физика, австрискиот научник Ервин Рудолф Џозеф Александар Шредингер го дефинира експериментот како следува: „Сместено во затворена кутија мачка Во кутијата има радиоактивно јадро и контејнер со отровен гас јадрото се распаѓа, го активира механизмот - се отвора садот со гас, а мачката умира.

Според квантната механика, ако не се набљудува јадрото, тогаш неговата состојба се опишува со суперпозиција (мешање) на две состојби - распаднато јадро и нераспаднатото јадро, затоа, мачка што седи во кутија е и жива и мртва. во исто време. Ако кутијата се отвори, тогаш експериментаторот мора да види само една специфична состојба: „јадрото се распадна, мачката е мртва“ или „јадрото не се распаднало, мачката е жива“.

Излегува дека на крајот имаме жива или мртва мачка, но потенцијално, мачката е и жива и мртва во исто време. Така, Шредингер се обидел да ги докаже ограничувањата на квантната механика, без да примени одредени правила за неа.

Копенхагенската интерпретација на квантната физика - и особено овој експеримент - укажува дека мачката ги стекнува својствата на една од потенцијалните фази (жив-мртов) само откако набљудувачот интервенира во процесот.

Односно, кога одреден Шредингер ќе отвори кутија, со стопроцентна сигурност ќе мора да исече колбаси или да повика ветеринар. Мачката дефинитивно ќе биде жива или ненадејно мртва. Но, сè додека нема набљудувач во процесот - специфична личност која има несомнени предности во вид на вид и, во најмала рака, јасна свест - мачката ќе биде во неизвесност „помеѓу небото и земјата“.

Древната парабола за мачка која оди сама по себе добива нови нијанси во овој контекст. Несомнено, мачката на Шредингер не е најпросперитетното суштество во Универзумот. Да му посакаме на мачката успешен исход и да се свртиме кон уште еден забавен проблем од мистериозниот и понекогаш безмилосен свет на квантната механика.

Звучи вака: „Каков звук испушта дрвото што паѓа во шума ако нема човек во близина што може да го согледа овој звук? Овде, за разлика од црно-белата судбина на несреќната/среќната мачка, се соочуваме со повеќебојна палета на шпекулации: нема звук/има звук, каков е, дали постои и дали го нема, тогаш зошто? На ова прашање не може да се одговори од многу едноставна причина - неможноста да се спроведе експериментот. На крајот на краиштата, секој експеримент подразбира присуство на набљудувач способен да согледа и да донесува заклучоци.

Познатиот аргентински писател Хулио Картазар, истакнат претставник на „магичниот реализам“, има кратка приказна за тоа како канцеларискиот мебел, оставен без набљудувач, се движи низ канцеларијата, како да го користи слободното време за да ги истегне „вкочанетите“ екстремитети.

Односно, невозможно е да се погоди што се случува со предметите на реалноста околу нас во наше отсуство. А ако не може да се согледа, тогаш не постои. Штом ја напуштиме просторијата, целата нејзина содржина, заедно со самата просторија, престануваат да постојат или, поточно, продолжуваат да постојат само во потенцијал.

Во исто време има пожар или поплава, кражба на опрема или непоканети гости. Згора на тоа, и ние постоиме во него, во различни потенцијални состојби. Едниот шетам низ собата и свиркам глупава мелодија, другиот тажно гледам во прозорецот, третиот зборува со жена ми на телефон. Во него живее дури и нашата ненадејна смрт или добра вест во форма на неочекуван телефонски повик.

Замислете ги за момент сите можности скриени зад вратата. Сега замислете дека целиот наш свет е само збирка од такви нереализирани потенцијали. Смешно е, нели?

Меѓутоа, овде се поставува логично прашање: па што? Да, смешно е, да, интересно е, но што, во суштина, менува ова? Науката скромно молчи за ова. За квантната физика, таквото знаење отвора нови патишта во разбирањето на Универзумот и неговите механизми, но за нас, луѓето далеку од големи научни откритија, се чини дека таквите информации немаат никаква корист.

Како може ова да нема никаква корист!? На крајот на краиштата, ако јас, смртник, постојам на овој свет, тогаш јас, бесмртен, постојам во друг свет! Ако мојот живот се состои од низа неуспеси и разочарувања, тогаш некаде постојам - успешен и среќен? Всушност, нема ништо надвор од нашите сензации, исто како што нема место додека не влеземе во него. Нашите органи на перцепција само нè мамат, цртајќи во нашиот мозок слика на светот што нè „опкружува“. Она што всушност лежи надвор од нас сè уште останува тајна зад седум печати.

Може ли мачката да биде и жива и мртва во исто време? Колку паралелни универзуми има? И дали воопшто постојат? Ова воопшто не се прашања од научна фантастика, туку многу реални научни проблеми што ги решава квантната физика.

Па да почнеме со Шредингерова мачка. Ова е мисловен експеримент предложен од Ервин Шредингер за да укаже на парадокс што постои во квантната физика. Суштината на експериментот е како што следува.

Имагинарна мачка истовремено се става во затворена кутија, како и истиот имагинарен механизам со радиоактивно јадро и контејнер со отровен гас. Според експериментот, ако јадрото се распадне, тоа ќе го активира механизмот: контејнерот со гас ќе се отвори и мачката ќе умре. Веројатноста за нуклеарно распаѓање е 1 во 2.

Парадоксот е што, според квантната механика, ако јадрото не се набљудува, тогаш мачката е во таканаречена суперпозиција, со други зборови, мачката е истовремено во меѓусебно исклучувачки состојби (и жива е и мртва). Меѓутоа, ако набљудувачот ја отвори кутијата, може да потврди дека мачката е во една специфична состојба: или е жива или мртва. Според Шредингер, нецелосноста на квантната теорија лежи во фактот што таа не прецизира под кои услови мачката престанува да биде во суперпозиција и излегува дека е или жива или мртва.

Овој парадокс е надополнет со експериментот на Вигнер, кој ја додава категоријата пријатели на веќе постоечкиот мисловен експеримент. Според Вигнер, кога експериментаторот ќе ја отвори кутијата, ќе знае дали мачката е жива или мртва. За експериментаторот, мачката престанува да биде во суперпозиција, но за пријателот кој е зад вратата и кој сè уште не знае за резултатите од експериментот, мачката сè уште е некаде „помеѓу животот и смртта“. Ова може да се продолжи со бесконечен број врати и пријатели, а според слична логика, мачката ќе биде во суперпозиција додека сите луѓе во Универзумот не знаат што видел експериментаторот кога ја отворил кутијата.

Како квантната физика објаснува таков парадокс? Квантната физика нуди мисловен експеримент квантно самоубиствои две можни сценарија засновани на различни толкувања на квантната механика.

Во мисловниот експеримент, пиштолот е вперен кон учесникот и или ќе пука како резултат на распаѓање на радиоактивен атом или не. Повторно, 50 до 50. Така, учесникот во експериментот или ќе умре или не, но засега тој е, како мачката на Шредингер, во суперпозиција.

Оваа ситуација може да се толкува на различни начини од гледна точка на квантната механика. Според толкувањето од Копенхаген, пиштолот на крајот ќе пукне и учесникот ќе умре. Според толкувањето на Еверет, суперпозицијата предвидува присуство на два паралелни универзуми во кои учесникот истовремено постои: во еден од нив тој е жив (пиштолот не пукал), во вториот е мртов (пиштолот пукал). Меѓутоа, ако толкувањето на многу светови е точно, тогаш во еден од универзумите учесникот секогаш останува жив, што доведува до идејата за постоење на „квантна бесмртност“.

Што се однесува до мачката на Шредингер и набљудувачот на експериментот, тогаш, според толкувањето на Еверет, тој исто така се наоѓа себеси и мачката во два универзуми одеднаш, односно на „квантен јазик“, „заплеткана“ со него.

Звучи како приказна од научно-фантастичен роман, сепак, таа е една од многуте научни теории што имаат место во модерната физика.