Hva er Schrödingers katt, Schrödinger katt, alt om Schrödingers katt, Schrödingers katteparadoks, Schrödingers katteeksperiment, katt i boks, verken levende eller død katt, er Schrödingers katt levende, katteeksperiment
Dette er en katt som er både levende og død på samme tid. Denne uheldige staten skylder han nobelprisvinneren i fysikk, den østerrikske vitenskapsmannen Erwin Rudolf Joseph Alexander Schrödinger.
Seksjoner:
Essensen av eksperimentet / paradokset
Katten er i en lukket boks med en mekanisme som inneholder en radioaktiv kjerne og en beholder med giftig gass. Egenskapene til eksperimentet er valgt slik at sannsynligheten for at kjernen vil forfalle i løpet av 1 time er 50 %. Hvis kjernen går i oppløsning, aktiverer den mekanismen, gassbeholderen åpnes og katten dør. I følge kvantemekanikken, hvis det ikke er gjort noen observasjon av kjernen, er tilstanden dens beskrevet av en superposisjon (blanding) av to tilstander - en råtnet kjerne og en udød kjerne, derfor er en katt som sitter i en boks både levende og død med en gang.
Så snart du åpner esken, skal eksperimentatoren bare se én tilstand - "kjernen har forfalt, katten er død" eller "kjernen har ikke forfalt, katten er i live." Men selv om det ikke er noen observatør i prosessen, forblir det skjebnesvangre dyret «dødt».
Marginalisert
- Ulykke kommer aldri alene
Ikke bare helsen til den halete innbyggeren i boksen er i tvil, men også dens kjønn: i det opprinnelige eksperimentet var Schrödingers katt fortsatt en katt (die Katze). - Det er ingen "døde" katter
Det er viktig å huske at Schrödingers eksperiment ikke var ment å bevise eksistensen av "døde" katter (og, i motsetning til uttalelsen i den andre delen av spillet "Portal", ble ikke oppfunnet som en unnskyldning for å drepe katter). Naturligvis må katten enten være levende eller død, siden det ikke er noen mellomtilstand.
Erfaring viser at kvantemekanikk ikke er i stand til å beskrive oppførselen til makrosystemer (som inkluderer katten): den er ufullstendig uten noen regler som indikerer når systemet velger en bestemt tilstand, under hvilke forhold bølgefunksjonen kollapser og katten enten forblir i live eller blir død, men slutter å være en blanding av begge.
Forfatteren mener at det siste ordet bør overlates til katten, som, selv om han ikke kan noe om kvantemekanikk, absolutt er bedre informert enn noen andre om tilstanden hans. Imidlertid reiser hans kompetanse som observatør åpenbart tvil blant forskere. Et unntak er Hans Moravec, Bruno Marshall og Max Tegmark, som foreslo en modifikasjon av Schrödinger-eksperimentet, kjent som "kvanteselvmord", og som er et eksperiment med en katt fra kattens synspunkt. Forskere forfulgte målet om å vise forskjellen mellom København og mange verdeners tolkninger av kvantemekanikk. Hvis tolkningen av mange verdener er riktig, blir katten, til glede for sympatisørene, Tsoi og forblir alltid i live, siden deltakeren bare er i stand til å observere resultatet av eksperimentet i den verden han overlever.
- Nadav Katz fra University of California og hans kolleger publiserte resultatene av et laboratorieeksperiment der de var i stand til å "returnere" kvantetilstanden til en partikkel tilbake, og etter å ha målt denne tilstanden. Dermed er det mulig å redde kattens liv uavhengig av forholdene for kollapsen av bølgefunksjonen. Det spiller ingen rolle om han er levende eller død: du kan alltid vinne den tilbake [link] .
- 06.03.2011 RIA Novosti rapporterte at kinesiske fysikere var i stand til å skape åtte foton "Schrodingers katt"[lenke] , som skal lette utviklingen av fremtidige kvantedatamaskiner
Bilde i kultur
Kanskje ingen har gjort mer for å popularisere kvantemekanikk enn den stakkars katten. Selv folk som er lengst unna dette komplekse kunnskapsfeltet, bekymret for skjebnen til det sannsynligvis lidende dyret, prøver å forstå vanskelighetene i eksperimentet, i håp om at ikke alt er så ille. Katten inspirerer kunstnere og populærkultur.
La oss nevne hans viktigste prestasjoner:
– Herregud, det ser ut som jeg traff en katt!
- Han døde?
– Jeg kan ikke si nøyaktig. Schrödinger gikk rundt i rommet og lette etter den skitende kattungen, og den satt i kassen verken levende eller død. Kunstnere legger merke til Schrödingers katt og prøver å formidle tvetydigheten i hans posisjon gjennom maleri og grafikk. Også bilder av dette dyret kan sees på T-skjorter og krus. Terrorister som ikke er kjent for å være døde eller levende kalles noen ganger «Schrodingers terrorister». Av de kjente personlighetene var for eksempel Yasser Arafat i denne tilstanden da han lå i koma før sin død, i tillegg til Osama Bin Laden. Ifølge Absurdopedia er en gris i stikk en forenklet versjon av Schrödingers katteeksperiment [link]. Stephen Hawking parafraserte Hans Josts slagord, "Når jeg hører om kultur, strekker jeg meg etter en pistol," som følger: "Når jeg hører om Schrödingers katt, strekker hånden min etter en pistol!" Dette forklares med det faktum at Hawking, som mange andre fysikere, er av den oppfatning at "Københavnerskolen"-tolkningen av kvantemekanikk understreker observatørens rolle uten begrunnelse. I forbindelse med åpningen av MEPhI teologisk institutt har følgende bilde spredt seg på nett:
Yuri Gordeev
Programmerer, spillutvikler, designer, artist
"Schrödingers katt" er et tankeeksperiment foreslått av en av pionerene innen kvantefysikk for å vise hvor merkelige kvanteeffekter ser ut når de brukes på makroskopiske systemer.
Jeg skal prøve å forklare med veldig enkle ord: herrer i fysikk, ikke klandre meg. Uttrykket "grovt sett" antydes lenger foran hver setning.
I en veldig liten skala består verden av ting som oppfører seg på svært uvanlige måter. En av de merkeligste egenskapene til slike gjenstander er evnen til å være i to gjensidig utelukkende tilstander samtidig.
Det som er enda mer uvanlig fra et intuitivt synspunkt (noen vil til og med si skummelt) er at handlingen med målrettet observasjon eliminerer denne usikkerheten, og objektet, som bare var i to motstridende tilstander samtidig, dukker opp foran observatøren i bare en av dem, som om ingenting aldri har skjedd, ser til siden og plystrer uskyldig.
På subatomært nivå har alle lenge vært vant til disse krumspringene. Det er et matematisk apparat som beskriver disse prosessene, og kunnskap om dem har funnet en rekke anvendelser: for eksempel i datamaskiner og kryptografi.
På makroskopisk nivå observeres ikke disse effektene: gjenstander som er kjent for oss, er alltid i en enkelt spesifikk tilstand.
Nå for et tankeeksperiment. Vi tar katten og legger den i en boks. Vi plasserer også en kolbe med giftig gass, et radioaktivt atom og en geigerteller der. Et radioaktivt atom kan eller kan ikke forfalle når som helst. Hvis den går i oppløsning, vil telleren oppdage stråling, en enkel mekanisme vil bryte kolben med gass, og katten vår vil dø. Hvis ikke, vil katten forbli i live.
Vi lukker boksen. Fra dette øyeblikket, fra kvantemekanikkens synspunkt, er atomet vårt i en tilstand av usikkerhet - det forfalt med en sannsynlighet på 50% og forfalt ikke med en sannsynlighet på 50%. Før vi åpner esken og ser inn (foreta en observasjon), vil den være i begge tilstander samtidig. Og siden kattens skjebne direkte avhenger av tilstanden til dette atomet, viser det seg at katten også er bokstavelig talt levende og død på samme tid ("...smøring av den levende og døde katten (unnskyld uttrykket) på samme måte deler...» skriver forfatteren av eksperimentet). Dette er nøyaktig hvordan kvanteteori vil beskrive denne situasjonen.
Schrödinger kunne knapt ha gjettet hvor mye støy ideen hans ville lage. Selvfølgelig er selve eksperimentet, selv i originalen, beskrevet ekstremt grovt og uten noen form for vitenskapelig nøyaktighet: forfatteren ønsket å formidle til sine kolleger ideen om at teorien må suppleres med klarere definisjoner av prosesser som "observasjon". ” for å utelukke scenarier med katter i bokser fra dens jurisdiksjon.
Ideen om en katt ble til og med brukt for å "bevise" eksistensen av Gud som en superintelligens, hvis kontinuerlige observasjon gjør vår eksistens mulig. I virkeligheten krever ikke "observasjon" en bevisst observatør, noe som tar noe av mystikken ut av kvanteeffekter. Men likevel forblir kvantefysikk i dag vitenskapens grense med mange uforklarlige fenomener og deres tolkninger.
Ivan Boldin
Kandidat for fysiske og matematiske vitenskaper, forsker, MIPT-utdannet
Oppførselen til objekter i mikroverden (elementærpartikler, atomer, molekyler) skiller seg betydelig fra oppførselen til objekter som vi vanligvis må forholde oss til. For eksempel kan et elektron fly samtidig gjennom to romlig fjerne steder eller være samtidig i flere baner i et atom. For å beskrive disse fenomenene ble det laget en teori - kvantefysikk. I følge denne teorien kan for eksempel partikler smøres ut i rommet, men hvis du vil finne ut hvor partikkelen befinner seg, så vil du alltid finne hele partikkelen et eller annet sted, det vil si at den vil se ut til å kollapse fra utsmøringen. oppgi til et bestemt sted. Det vil si at man tror at inntil du har målt posisjonen til en partikkel, har den ingen posisjon i det hele tatt, og fysikken kan bare forutsi med hvilken sannsynlighet du kan oppdage en partikkel på hvilket sted.
Erwin Schrödinger, en av skaperne av kvantefysikk, lurte på: hva om, avhengig av resultatet av å måle tilstanden til en mikropartikkel, en hendelse inntreffer eller ikke skjer. For eksempel kan dette implementeres som følger: ta et radioaktivt atom med en halveringstid på for eksempel en time. Et atom kan plasseres i en ugjennomsiktig boks, en enhet kan plasseres der som, når de radioaktive nedbrytningsproduktene til atomet treffer det, knuser en ampulle med giftig gass, og en katt kan plasseres i denne boksen. Da vil du ikke se fra utsiden om atomet har forfalt eller ikke, det vil si at det ifølge kvanteteorien både har forfalt og ikke forfalt, og katten er derfor både levende og død på samme tid. Denne katten ble kjent som Schrödingers katt.
Det kan virke overraskende at en katt kan være levende og død på samme tid, selv om det formelt sett ikke er noen motsetning her, og dette er ikke en tilbakevisning av kvanteteorien. Spørsmål kan imidlertid oppstå, for eksempel: hvem kan kollapse et atom fra en utsmurt tilstand til en bestemt tilstand, og hvem går selv inn i en utsmurt tilstand med et slikt forsøk? Hvordan skjer denne kollapsprosessen? Eller hvordan har det seg at den som utfører kollapsen ikke selv adlyder kvantefysikkens lover? Hvorvidt disse spørsmålene gir mening og i så fall hva svarene er, er fortsatt uklart.
George Panin
uteksaminert fra Russian Chemical Technical University oppkalt etter. DI. Mendeleev, sjefspesialist for forskningsavdelingen (markedsforskning)
Som Heisenberg forklarte oss, på grunn av usikkerhetsprinsippet, er beskrivelsen av objekter i kvantemikroverdenen av en annen karakter enn den vanlige beskrivelsen av objekter i den newtonske makroverdenen. I stedet for romlige koordinater og hastighet, som vi er vant til å beskrive mekanisk bevegelse, for eksempel en ball på et biljardbord, beskrives objekter i kvantemekanikk av den såkalte bølgefunksjonen. Toppen av "bølgen" tilsvarer den maksimale sannsynligheten for å finne en partikkel i rommet i måleøyeblikket. Bevegelsen til en slik bølge er beskrevet av Schrödinger-ligningen, som forteller oss hvordan tilstanden til et kvantesystem endrer seg over tid.
Nå om katten. Alle vet at katter elsker å gjemme seg i bokser (thequestion.ru). Erwin Schrödinger var også kjent. Dessuten brukte han med ren nordisk fanatisme dette trekket i et kjent tankeeksperiment. Hovedsaken var at det var en katt innelåst i en boks med en infernalsk maskin. Maskinen er koblet gjennom et relé til et kvantesystem, for eksempel et radioaktivt råtnende stoff. Sannsynligheten for forfall er kjent og er 50 %. Infernalmaskinen utløses når kvantetilstanden til systemet endres (forfall oppstår) og katten dør fullstendig. Hvis du lar "Cat-box-hellish machine-quanta"-systemet være for seg selv i en time og husker at tilstanden til et kvantesystem er beskrevet i form av sannsynlighet, så blir det klart at det sannsynligvis ikke vil være mulig å finne ut av det. om katten er i live eller ikke på et gitt tidspunkt, akkurat som det er umulig å presist forutsi fallet av en mynt på hode eller hale på forhånd. Paradokset er veldig enkelt: Bølgefunksjonen som beskriver et kvantesystem blander de to tilstandene til en katt – den er levende og død på samme tid, akkurat som et bundet elektron kan lokaliseres med like stor sannsynlighet hvor som helst i rommet like langt fra atomkjernen. Hvis vi ikke åpner boksen, vet vi ikke nøyaktig hvordan katten har det. Uten å gjøre observasjoner (les målinger) av en atomkjerne, kan vi beskrive dens tilstand bare ved superposisjon (blanding) av to tilstander: en råtnet og ikke-rått kjerne. En katt i kjernefysisk avhengighet er både levende og død på samme tid. Spørsmålet er: når slutter et system å eksistere som en blanding av to stater og velger en bestemt?
København-tolkningen av eksperimentet forteller oss at systemet slutter å være en blanding av tilstander og velger en av dem i det øyeblikket en observasjon skjer, som også er en måling (boksen åpnes). Det vil si at selve målingen endrer den fysiske virkeligheten, noe som fører til kollaps av bølgefunksjonen (katten blir enten død eller forblir i live, men slutter å være en blanding av begge deler)! Tenk på det, eksperimentet og målingene som følger med det endrer virkeligheten rundt oss. Personlig plager dette faktum hjernen min mye mer enn alkohol. Den velkjente Steve Hawking har også vanskelig for å oppleve dette paradokset, og gjentar at når han hører om Schrödingers katt, rekker hånden hans ut til Browning. Alvorlighetsgraden av reaksjonen til den fremragende teoretiske fysikeren skyldes det faktum at etter hans mening er observatørens rolle i kollapsen av bølgefunksjonen (kollapser den til en av to sannsynlige) tilstander sterkt overdrevet.
Selvfølgelig, da professor Erwin unnfanget sin katt-tortur tilbake i 1935, var det en genial måte å vise ufullkommenhet i kvantemekanikk. Faktisk kan en katt ikke være levende og død på samme tid. Som et resultat av en av tolkningene av eksperimentet ble det åpenbart at det var en motsetning mellom lovene i makroverdenen (for eksempel termodynamikkens andre lov - katten er enten levende eller død) og mikro- verden (katten er levende og død på samme tid).
Ovennevnte brukes i praksis: i kvanteberegning og kvantekryptografi. Et lyssignal i en superposisjon av to tilstander sendes gjennom en fiberoptisk kabel. Hvis angripere kobler seg til kabelen et sted i midten og gjør et signaltrykk der for å avlytte den overførte informasjonen, vil dette kollapse bølgefunksjonen (sett fra København-tolkningen vil det bli gjort en observasjon) og lyset vil gå inn i en av statene. Ved å utføre statistiske tester av lys i mottakerenden av kabelen, vil det være mulig å oppdage om lyset er i en superposisjon av tilstander eller allerede er observert og sendt til et annet punkt. Dette gjør det mulig å lage kommunikasjonsmidler som utelukker uoppdagbar signalavlytting og avlytting.
En annen nyere tolkning av Schrödingers tankeeksperiment er en historie som Big Bang Theory-karakteren Sheldon Cooper fortalte sin mindre utdannede nabo Penny. Poenget med Sheldons historie er at konseptet med Schrödingers katt kan brukes på menneskelige relasjoner. For å forstå hva som skjer mellom en mann og en kvinne, hva slags forhold er mellom dem: bra eller dårlig, du trenger bare å åpne boksen. Inntil da er forholdet både godt og dårlig. youtube.com
Kanskje noen av dere har hørt uttrykket «Schrödingers katt». Imidlertid betyr dette navnet ingenting for de fleste.
Hvis du anser deg selv som et tenkende emne, og til og med hevder å være en intellektuell, bør du definitivt finne ut hva Schrödingers katt er og hvorfor han ble berømt i.
Shroedingers katt er et tankeeksperiment foreslått av den østerrikske teoretiske fysikeren Erwin Schrödinger. Denne talentfulle vitenskapsmannen mottok Nobelprisen i fysikk i 1933.
Gjennom sitt berømte eksperiment ønsket han å vise kvantemekanikkens ufullstendighet i overgangen fra subatomære til makroskopiske systemer.
Erwin Schrödinger prøvde å forklare teorien sin ved å bruke det originale eksemplet på en katt. Han ønsket å gjøre det så enkelt som mulig slik at ideen hans kunne forstås av alle.
Om han lyktes eller ikke, får du vite ved å lese artikkelen til slutt.
Essensen av Schrödingers katteksperiment
Anta at en viss katt er låst inne i et stålkammer med en slik helvetesmaskin (som må beskyttes mot direkte inngripen fra katten): inne i Geiger-telleren er det en så liten mengde radioaktivt materiale at bare ett atom kan forfalle i løpet av en time , men med samme sannsynlighet går kanskje ikke i oppløsning; hvis dette skjer, tømmes avleserøret og reléet aktiveres, og frigjør hammeren, som bryter kolben med blåsyre.
Hvis vi lar hele systemet være for seg selv i en time, så kan vi si at katten vil være i live etter denne tiden, så lenge atomet ikke går i oppløsning.
Den aller første oppløsningen av atomet ville forgifte katten. psi-funksjonen til systemet som helhet vil uttrykke dette ved å blande eller smøre en levende og en død katt (unnskyld uttrykket) i like deler.
Det som er typisk i slike tilfeller er at usikkerhet som opprinnelig var begrenset til atomverdenen, transformeres til makroskopisk usikkerhet, som kan elimineres ved direkte observasjon.
Dette hindrer oss i å naivt akseptere "uskarphet-modellen" som reflekterer virkeligheten. Dette i seg selv betyr ikke noe uklart eller selvmotsigende.
Det er forskjell på et uskarpt eller ufokusert bilde og et bilde av skyer eller tåke.
Vi har med andre ord en boks og en katt. Boksen inneholder en enhet med en radioaktiv atomkjerne og en beholder med giftig gass.
Under eksperimentet er sannsynligheten for forfall eller ikke-forfall av kjernen lik 50%. Derfor, hvis det forfaller, vil dyret dø, og hvis kjernen ikke forfaller, vil Schrödingers katt forbli i live.
Vi låser katten i en boks og venter i en time og reflekterer over livets skrøpelighet.
I følge kvantemekanikkens lover kan kjernen (og følgelig selve katten) samtidig være i alle mulige tilstander (se kvantesuperposisjon).
Inntil øyeblikket esken åpnes, antar "katt-kjerne"-systemet to mulige utfall av hendelser: "kjerneforfall - katten er død" med en sannsynlighet på 50 %, og "kjerneforfall skjedde ikke - katten er i live ” med samme grad av sannsynlighet.
Det viser seg at Schrödingers katt, som sitter inne i boksen, er både levende og død på samme tid.
Tolkningen av København-tolkningen sier at uansett er katten levende og død på samme tid. Valget av kjernefysisk forfall skjer ikke når vi åpner boksen, men også når kjernen treffer detektoren.
Dette skyldes det faktum at reduksjonen av bølgefunksjonen til "cat-detector-core"-systemet på ingen måte er sammenkoblet med personen som observerer fra utsiden. Den er direkte koblet til detektor-observatøren til atomkjernen.
Schrödingers katt med enkle ord
I følge kvantemekanikkens lover, hvis det ikke er observasjon av atomkjernen, kan det være dobbelt: det vil si at forfall enten vil skje eller ikke.
Det følger av dette at katten, som er i boksen og representerer kjernen, kan være både levende og død på samme tid.
Men i det øyeblikket observatøren bestemmer seg for å åpne boksen, vil han bare kunne se én av 2 mulige tilstander.
Men nå oppstår et logisk spørsmål: når nøyaktig slutter systemet å eksistere i en dobbel form?
Takket være denne erfaringen hevdet Schrödinger at kvantemekanikken er ufullstendig uten at visse regler forklarer når bølgefunksjonen kollapser.
Tatt i betraktning at Schrödingers katt før eller senere må bli enten levende eller død, vil dette være likt for atomkjernen: atomforfall vil enten skje eller ikke.
Essensen av erfaring i menneskelig språk
Schrödinger, ved å bruke eksemplet med en katt, ønsket å vise at ifølge kvantemekanikken vil et dyr være både levende og dødt på samme tid. Dette er faktisk umulig, hvorfra konklusjonen trekkes at kvantemekanikken i dag har betydelige feil.
Video fra "The Big Bang Theory"
Karakteren til serien Sheldon Cooper prøvde å forklare for sin "nærsynte" venn essensen av Schrödingers Cat-eksperiment. For å gjøre dette brukte han eksempelet på forholdet mellom en mann og en kvinne.
For å finne ut hva slags forhold de har, trenger du bare å åpne boksen. I mellomtiden vil det være stengt, forholdet deres kan være både positivt og negativt på samme tid.
Overlevde Schrödingers katt opplevelsen?
Hvis noen av våre lesere er bekymret for katten, bør du roe deg ned. Under eksperimentet døde ingen av dem, og Schrödinger kalte selv eksperimentet sitt mental, det vil si en som utføres utelukkende i sinnet.
Vi håper du forstår essensen av Schrödingers katt-eksperimentet. Hvis du har spørsmål, kan du stille dem i kommentarfeltet. Og, selvfølgelig, del denne artikkelen på sosiale nettverk.
Hvis du liker det, abonner på siden JeginteressantFakty.org på en hvilken som helst praktisk måte. Det er alltid interessant med oss!
Likte du innlegget? Trykk på hvilken som helst knapp:
"Schrödingers katt" er navnet på et underholdende tankeeksperiment iscenesatt, som du sikkert allerede har gjettet, av Schrödinger, eller mer presist, av nobelprisvinneren i fysikk, den østerrikske vitenskapsmannen Erwin Rudolf Joseph Alexander Schrödinger definerer eksperimentet som følger: "Plassert i en lukket boks katt. Det er en mekanisme i boksen som inneholder en radioaktiv kjerne og en beholder med giftig gass. Forsøksparametrene er valgt slik at sannsynligheten for at kjernen vil forfalle i løpet av 1 time er 50%. Hvis kjernen forfaller, den aktiverer mekanismen - beholderen med gassen åpner seg, og katten dør.
I følge kvantemekanikken, hvis det ikke er gjort noen observasjon av kjernen, er tilstanden dens beskrevet av en superposisjon (blanding) av to tilstander - en råtnet kjerne og en udød kjerne, derfor er en katt som sitter i en boks både levende og død samtidig. Hvis boksen åpnes, må forsøkslederen bare se én spesifikk tilstand: "kjernen har forfalt, katten er død," eller "kjernen har ikke forfalt, katten er i live."
Det viser seg at vi på slutten har en levende eller død katt, men potensielt er katten både levende og død på samme tid. Dermed prøvde Schrödinger å bevise begrensningene til kvantemekanikk, uten å bruke visse regler på det.
København-tolkningen av kvantefysikk - og spesielt dette eksperimentet - indikerer at katten får egenskapene til en av de potensielle fasene (levende-død) først etter at observatøren griper inn i prosessen.
Det vil si at når en bestemt Schrödinger åpner en boks, må han med hundre prosent sikkerhet kutte pølser eller ringe veterinæren. Katten vil definitivt være i live eller plutselig død. Men så lenge det ikke er noen observatør i prosessen - en spesifikk person som har utvilsomme fordeler i form av syn, og i det minste klar bevissthet - vil katten være i limbo "mellom himmel og jord."
Den eldgamle lignelsen om en katt som går for seg selv får nye nyanser i denne sammenhengen. Utvilsomt er ikke Schrödingers katt den mest velstående skapningen i universet. La oss ønske katten et vellykket resultat for ham og vende oss til et annet underholdende problem fra kvantemekanikkens mystiske og noen ganger nådeløse verden.
Det høres slik ut: "Hvilken lyd lager et tre som faller i skogen hvis det ikke er noen i nærheten som kan oppfatte denne lyden?" Her, i motsetning til den svart-hvite skjebnen til den ulykkelige/glade katten, står vi overfor en flerfarget palett av spekulasjoner: det er ingen lyd/det er lyd, hvordan er det, om det eksisterer, og om det er ikke der, hvorfor da? Dette spørsmålet kan ikke besvares av en veldig enkel grunn - umuligheten av å gjennomføre eksperimentet. Tross alt innebærer ethvert eksperiment tilstedeværelsen av en observatør som er i stand til å oppfatte og trekke konklusjoner.
Den berømte argentinske forfatteren Julio Cartazar, en fremtredende representant for «magisk realisme», har en kort historie om hvordan kontormøbler, etterlatt uten observatør, beveger seg rundt på kontoret, som om de brukte fritiden til å strekke «stive» lemmer.
Det vil si at det er umulig å gjette hva som skjer med virkelighetens objekter rundt oss i vårt fravær. Og hvis det ikke kan oppfattes, så eksisterer det ikke. Så snart vi forlater et rom, slutter alt dets innhold, sammen med selve rommet, å eksistere eller, mer presist, fortsetter å eksistere bare i potensial.
Samtidig er det brann eller flom, tyveri av utstyr eller ubudne gjester. Dessuten eksisterer vi også i det, i forskjellige potensielle tilstander. En går jeg rundt i rommet og plystrer en dum melodi, en annen ser jeg trist på vinduet, den tredje snakker med kona mi på telefonen. Selv vår plutselige død eller gode nyheter i form av en uventet telefonsamtale bor i den.
Se for deg et øyeblikk alle mulighetene som er skjult bak døren. Tenk deg nå at hele vår verden bare er en samling av slike urealiserte potensialer. Det er morsomt, er det ikke?
Imidlertid oppstår et logisk spørsmål her: hva så? Ja, det er morsomt, ja, det er interessant, men hva endrer dette egentlig? Vitenskapen er beskjedent stille om dette. For kvantefysikk åpner slik kunnskap nye veier for å forstå universet og dets mekanismer, men for oss, mennesker langt fra store vitenskapelige oppdagelser, ser slik informasjon ut til å være til ingen nytte.
Hvordan kan dette være til ingen nytte!? Tross alt, hvis jeg, en dødelig, eksisterer i denne verden, så eksisterer jeg, en udødelig, i en annen verden! Hvis livet mitt består av en rekke feil og skuffelser, så eksisterer jeg et sted – vellykket og lykkelig? Faktisk er det ingenting utenfor følelsene våre, akkurat som det ikke er plass før vi går inn i det. Oppfatningsorganene våre lurer oss bare, og tegner i hjernen vår et bilde av verden som "omgir" oss. Det som faktisk ligger utenfor oss er fortsatt en hemmelighet bak syv seler.
Kan en katt være både levende og død på samme tid? Hvor mange parallelle universer er det? Og finnes de i det hele tatt? Dette er ikke science fiction-spørsmål i det hele tatt, men veldig reelle vitenskapelige problemer løst av kvantefysikk.
Så la oss begynne med Schrödingers katt. Dette er et tankeeksperiment foreslått av Erwin Schrödinger for å peke på et paradoks som eksisterer i kvantefysikk. Essensen av eksperimentet er som følger.
En imaginær katt plasseres samtidig i en lukket boks, samt den samme imaginære mekanismen med en radioaktiv kjerne og en beholder med giftig gass. Ifølge eksperimentet, hvis kjernen forfaller, vil den aktivere mekanismen: gassbeholderen vil åpne seg og katten vil dø. Sannsynligheten for kjernefysisk forfall er 1 av 2.
Paradokset er at, ifølge kvantemekanikken, hvis kjernen ikke blir observert, så er katten i en såkalt superposisjon, med andre ord, katten er samtidig i gjensidig utelukkende tilstander (den er både levende og død). Men hvis observatøren åpner boksen, kan han bekrefte at katten er i en bestemt tilstand: den er enten levende eller død. I følge Schrödinger ligger kvanteteoriens ufullstendighet i det faktum at den ikke spesifiserer under hvilke forhold en katt slutter å være i superposisjon og viser seg å være enten levende eller død.
Dette paradokset forsterkes av Wigners eksperiment, som legger kategorien venner til et allerede eksisterende tankeeksperiment. Ifølge Wigner, når eksperimentatoren åpner boksen, vil han vite om katten er i live eller død. For forsøkslederen slutter katten å være i superposisjon, men for vennen som er bak døren, og som ennå ikke vet om resultatene av eksperimentet, er katten fortsatt et sted "mellom liv og død." Dette kan fortsettes med et uendelig antall dører og venner, og ifølge lignende logikk vil katten være i en superposisjon til alle mennesker i universet vet hva eksperimentatoren så da han åpnet esken.
Hvordan forklarer kvantefysikk et slikt paradoks? Kvantefysikk tilbyr et tankeeksperiment kvante selvmord og to mulige scenarier basert på ulike tolkninger av kvantemekanikk.
I et tankeeksperiment blir en pistol rettet mot deltakeren, og enten vil den skyte som et resultat av nedbrytningen av et radioaktivt atom eller ikke. Igjen, 50 til 50. Dermed vil deltakeren i eksperimentet enten dø eller ikke, men foreløpig er han, som Schrödingers katt, i superposisjon.
Denne situasjonen kan tolkes på forskjellige måter fra kvantemekanikkens synspunkt. Ifølge København-tolkningen vil pistolen til slutt gå av og deltakeren vil dø. I følge Everetts tolkning sørger superposisjon for tilstedeværelsen av to parallelle universer der deltakeren eksisterer samtidig: i ett av dem er han i live (pistolen avfyrte ikke), i den andre er han død (pistolen avfyrt). Men hvis tolkningen av mange verdener er riktig, forblir deltakeren i et av universene alltid i live, noe som fører til ideen om eksistensen av "kvanteudødelighet".
Når det gjelder Schrödingers katt og observatøren av eksperimentet, så befinner han seg, ifølge Everetts tolkning, også seg selv og katten i to universer på en gang, det vil si i "kvantespråk", "viklet inn" med ham.
Det høres ut som en historie fra en science fiction-roman, men det er en av mange vitenskapelige teorier som har en plass i moderne fysikk.