แมวของชโรดิงเงอร์เป็นการทดลองที่ขัดแย้งกันอันโด่งดัง ทฤษฎีของชโรดิงเงอร์: คำอธิบาย คุณลักษณะ การทดลอง และการประยุกต์

แมวของSchrödingerคืออะไร, แมวSchrödinger, ทั้งหมดเกี่ยวกับแมวของSchrödinger, Paradox แมวของSchrödinger, การทดลองแมวของSchrödinger, แมวในกล่อง, แมวทั้งที่มีชีวิตหรือตาย, เป็นแมวของSchrödingerที่ยังมีชีวิตอยู่, การทดลองของแมว

นี่คือแมวที่มีชีวิตและตายไปพร้อมๆ กัน เขาเป็นหนี้สภาพที่โชคร้ายนี้กับนักวิทยาศาสตร์ชาวออสเตรีย Erwin Rudolf Joseph Alexander Schrödinger ผู้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์

ส่วน:

แก่นแท้ของการทดลอง/ความขัดแย้ง

แมวอยู่ในกล่องปิดซึ่งมีกลไกที่บรรจุแกนกัมมันตภาพรังสีและภาชนะบรรจุก๊าซพิษ โดยเลือกลักษณะการทดลองโดยความน่าจะเป็นที่นิวเคลียสจะสลายตัวใน 1 ชั่วโมงคือ 50% ถ้านิวเคลียสสลายตัว มันจะกระตุ้นกลไก ถังแก๊สจะเปิดออก และแมวก็ตาย ตามกลศาสตร์ควอนตัม หากไม่มีการสังเกตนิวเคลียส สถานะของนิวเคลียสจะถูกอธิบายโดยการซ้อน (การผสม) ของสองสถานะ - นิวเคลียสที่เน่าเปื่อยและนิวเคลียสที่ไม่เน่าเปื่อย ดังนั้น แมวที่นั่งอยู่ในกล่องจึงมีทั้งชีวิตและตาย ในครั้งเดียว

ทันทีที่คุณเปิดกล่อง ผู้ทดลองจะเห็นสถานะเดียวเท่านั้น - “นิวเคลียสเน่าแล้ว แมวตายแล้ว” หรือ “นิวเคลียสยังไม่เน่าเปื่อย แมวยังมีชีวิตอยู่” แต่ในขณะที่ไม่มีผู้สังเกตการณ์อยู่ในกระบวนการ สัตว์ที่โชคร้ายก็ยังคง “ตาย”

ชายขอบ

• ปัญหาไม่ได้มาคนเดียว
  ไม่เพียงแต่สุขภาพของผู้อาศัยในกล่องเท่านั้นที่เป็นที่น่าสงสัย แต่ยังรวมถึงเพศของมันด้วย ในการทดลองดั้งเดิม แมวของชโรดิงเงอร์เป็นแมวจริงๆ (ตาย Katze)
• ไม่มีแมวที่ "ตาย"
  สิ่งสำคัญคือต้องจำไว้ว่าการทดลองของชเรอดิงเงอร์ไม่ได้มีจุดมุ่งหมายเพื่อพิสูจน์การมีอยู่ของแมวที่ "ตาย" (และตรงกันข้ามกับข้อความในส่วนที่สองของเกม "พอร์ทัล" ไม่ได้ถูกประดิษฐ์ขึ้นเพื่อเป็นข้ออ้างในการฆ่าแมว) แน่นอนว่าแมวจะต้องมีชีวิตอยู่หรือตายไปแล้ว เนื่องจากไม่มีสภาวะตรงกลาง
  ประสบการณ์แสดงให้เห็นว่ากลศาสตร์ควอนตัมไม่สามารถอธิบายพฤติกรรมของระบบมาโครได้ (ซึ่งรวมถึงแมวด้วย) มันจะไม่สมบูรณ์หากไม่มีกฎเกณฑ์บางอย่างที่ระบุว่าเมื่อใดที่ระบบเลือกสถานะใดสถานะหนึ่ง ภายใต้เงื่อนไขใดที่ฟังก์ชันคลื่นจะพังทลายลงและแมวยังมีชีวิตอยู่ หรือตายไปแต่ก็เลิกเป็นส่วนผสมของทั้งสองอย่าง

การตีความ การตีความโคเปนเฮเกนปฏิเสธว่าก่อนเปิดกล่องแมวอยู่ในภาวะสับสนระหว่างคนเป็นและคนตาย บางคนเชื่อว่าตราบใดที่กล่องปิดอยู่ ระบบก็อยู่ในสถานะซ้อนของสถานะ “นิวเคลียสผุ แมวตาย” และ “นิวเคลียสที่ยังไม่สลาย แมวมีชีวิต” และเมื่อเปิดกล่องออกมา ฟังก์ชั่นคลื่นก็จะพังเท่านั้น ไปที่หนึ่งในตัวเลือก บางคนบอกว่า "การสังเกต" เกิดขึ้นเมื่ออนุภาคจากนิวเคลียสกระทบกับเครื่องตรวจจับ อย่างไรก็ตาม อนิจจาในการตีความแบบโคเปนเฮเกนไม่มีกฎเกณฑ์ที่ชัดเจนที่ระบุว่าเมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้น ดังนั้นการตีความจึงไม่สมบูรณ์จนกว่าจะมีการนำกฎดังกล่าวเข้ามาใช้ หรือไม่ได้กล่าวว่าจะนำกฎดังกล่าวไปใช้ในหลักการได้อย่างไรการตีความหลายโลกของเอเวอเรตต์ ต่างจากเมืองโคเปนเฮเกนตรงที่ไม่ถือว่ากระบวนการสังเกตเป็นสิ่งที่พิเศษ ที่นี่ทั้งสองสถานะของแมวมีอยู่ แต่แยกออกจากกัน - นั่นคือตามที่ผู้เขียนเข้าใจความสามัคคีของสถานะเหล่านี้ถูกรบกวนเนื่องจากการมีปฏิสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อม เมื่อผู้สังเกตการณ์เปิดกล่อง เขาจะเข้าไปพัวพัน (ผสม) กับแมว ซึ่งทำให้เกิดสถานะผู้สังเกตการณ์ 2 สถานะ สถานะหนึ่งสอดคล้องกับแมวที่มีชีวิต และอีกสถานะหนึ่งตรงกับแมวที่ตายแล้ว รัฐเหล่านี้ไม่มีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน
แมวเป็นผู้สังเกตการณ์ที่มีความสามารถ

• ผู้เขียนเชื่อว่าควรปล่อยให้คำพูดสุดท้ายเป็นหน้าที่ของแมว ซึ่งแม้ว่าเขาจะไม่รู้อะไรเกี่ยวกับกลศาสตร์ควอนตัม แต่ก็สามารถทราบข้อมูลอาการของเขาได้ดีกว่าใครๆ อย่างแน่นอน อย่างไรก็ตาม ความสามารถของเขาในฐานะผู้สังเกตการณ์ทำให้เกิดความสงสัยในหมู่นักวิทยาศาสตร์อย่างเห็นได้ชัด ข้อยกเว้นคือ Hans Moravec, Bruno Marshall และ Max Tegmark ผู้เสนอการดัดแปลงการทดลองชโรดิงเงอร์ หรือที่เรียกว่า "การฆ่าตัวตายด้วยควอนตัม" ซึ่งเป็นการทดลองกับแมวจากมุมมองของแมว นักวิทยาศาสตร์บรรลุเป้าหมายในการแสดงความแตกต่างระหว่างการตีความกลศาสตร์ควอนตัมแบบโคเปนเฮเกนกับโลกต่างๆ หากการตีความหลายโลกถูกต้องแมวจะกลายเป็น Tsoi และยังมีชีวิตอยู่ตลอดไปเพื่อความสุขของผู้เห็นอกเห็นใจเนื่องจากผู้เข้าร่วมสามารถสังเกตผลการทดลองได้เฉพาะในโลกที่เขายังมีชีวิตอยู่เท่านั้น
• Nadav Katz จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียและเพื่อนร่วมงานของเขาตีพิมพ์ผลการทดลองในห้องปฏิบัติการซึ่งพวกเขาสามารถ "คืน" สถานะควอนตัมของอนุภาคกลับมาได้ และหลังจากทำการวัดสถานะนี้แล้ว ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่จะช่วยชีวิตแมวได้โดยไม่คำนึงถึงเงื่อนไขของการล่มสลายของฟังก์ชันคลื่น ไม่สำคัญว่าเขาจะอยู่หรือตายไป: คุณสามารถเอามันกลับมาได้เสมอ [ลิงก์] 06/03/2011 RIA Novosti รายงานว่านักฟิสิกส์ชาวจีนสามารถสร้างได้[ลิงก์] ซึ่งน่าจะอำนวยความสะดวกในการพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมในอนาคต

ภาพในวัฒนธรรม

บางทีอาจไม่มีใครทำอะไรเพื่อทำให้กลศาสตร์ควอนตัมเป็นที่นิยมมากไปกว่าแมวที่น่าสงสาร แม้แต่คนที่อยู่ไกลจากสาขาความรู้ที่ซับซ้อนนี้ที่สุดซึ่งกังวลเกี่ยวกับชะตากรรมของสัตว์ที่อาจต้องทนทุกข์ทรมานก็ยังพยายามเข้าใจความซับซ้อนของการทดลองโดยหวังว่าทุกอย่างจะไม่เลวร้ายนัก แมวเป็นแรงบันดาลใจให้กับศิลปินและวัฒนธรรมสมัยนิยม
ให้เราพูดถึงความสำเร็จหลักของเขา:

วรรณกรรม:สถานการณ์ที่เกิดขึ้นกับแมวของชโรดิงเงอร์ถูกพูดคุยโดยตัวละครหลักของหนังสือ "Dirk Gently's Detective Agency" ของดักลาส อดัมส์ ในหนังสือ Endymion ของ Dan Simmons ตัวเอก Raoul Endymion เขียนเรื่องราวของเขาขณะอยู่ในวงโคจรรอบ Armagast ในกล่องแมวของSchrödingerในภาพยนตร์เรื่อง A Serious Man ของพี่น้องโคเอน นักเรียนคนหนึ่งบอกกับศาสตราจารย์ว่า “ฉันเข้าใจการทดลองกับแมวที่ตายแล้ว” ซึ่งแน่นอนว่าบ่งบอกถึงสิ่งที่ตรงกันข้าม ในภาพยนตร์เรื่อง "Repo Man" ("นักสะสม" ในภาษารัสเซีย "Rippers") ตัวละครหลักในตอนต้นของภาพยนตร์พูดถึงนักวิทยาศาสตร์ที่ไม่รู้จักซึ่งมีแมว และแมวตัวนี้ก็อยู่ในสภาพ “...ทั้งเป็นและตายไปพร้อมกัน...”ในตอนหนึ่งของซีรีส์นิยายวิทยาศาสตร์ สตาร์เกท SG-1 มีแมวชื่อชโรดิงเงอร์ปรากฏตัวขึ้น ตัวละครหลักของซีรีส์นิยายวิทยาศาสตร์เรื่อง "Slithers" มีแมวชื่อเดียวกันด้วยมีเกมภารกิจ “การกลับมาของแมวควอนตัม” ในเกม "Nethack" มีสัตว์ประหลาด "Quantum Mechanic" ซึ่งบางครั้งก็มีกล่องที่มีแมวติดตัวไปด้วย สภาพของแมวไม่ได้ถูกกำหนดจนกว่าจะเปิดกล่องในเกม Half-Life 2 มีแมวตัวหนึ่งอยู่ในห้องทดลองที่มีเครื่องเคลื่อนย้ายมวลสาร ซึ่งบาร์นีย์ "ยัง" มีฝันร้ายอยู่ ภาพเหมือนของแมวของSchrödingerยังพบได้ในการรีเมคปี 1998 โดยอิงจาก Half-Life - "แบล็กเมซา" (เดิมชื่อ "แบล็กเมซา: แหล่งที่มา") ลิงก์ไปยังภาพหน้าจอที่ได้รับการรับรองในทุกระดับของ Bioshock มีแมวที่ตายแล้วอยู่ในมุมที่เงียบสงบ ซึ่งเรียกว่าชโรดิงเจอร์ ในส่วนที่สอง คุณยังสามารถพบเขาได้ - แมววางอยู่บนน้ำแข็งตัวหนึ่งที่ลอยอยู่ในห้องแช่แข็งโดยมีกล้องวงจรปิดสี่ตัวอยู่ที่มุมห้อง
แมว NPC ที่มีชื่อเดียวกันปรากฏในเกม RPG ของญี่ปุ่น Shin Megami Tensei: Digital Devil Saga
สโลแกนหลักของเกมพอร์ทัล "เค้กเป็นเรื่องโกหก" เป็นข้อผิดพลาดหนึ่งของผลลัพธ์ของการทดลองของชโรดิงเงอร์ กล่าวคือ "แมวยังมีชีวิตอยู่" ในส่วนที่สองของเกม แมวก็ไม่ลืมเช่นกัน
การกล่าวถึงการทดลองสามารถพบได้ในหนังสือกฎของเกมกระดานรัสเซีย "Age of Aquarius" แมวยังมีแผ่นลักษณะเฉพาะของตัวเองด้วย มันว่างเปล่าโดยสิ้นเชิง ราวกับว่ามันไม่มีอยู่จริง ดนตรี:ศิลปินให้ความสนใจกับแมวของชโรดิงเงอร์ โดยพยายามถ่ายทอดความคลุมเครือในตำแหน่งของเขาผ่านการวาดภาพและกราฟิก นอกจากนี้ ยังสามารถเห็นภาพของสัตว์ตัวนี้บนเสื้อยืดและแก้วน้ำ

ผู้ก่อการร้ายที่ไม่รู้ว่าตายแล้วหรือยังมีชีวิตอยู่ บางครั้งเรียกว่า "ผู้ก่อการร้ายของชโรดิงเงอร์" ในบรรดาบุคคลที่มีชื่อเสียง เช่น ยัสเซอร์ อาราฟัต อยู่ในสภาพนี้เมื่อเขาอยู่ในอาการโคม่าก่อนเสียชีวิต เช่นเดียวกับโอซามา บิน ลาเดน
จากข้อมูลของ Absurdopedia หมูที่โผล่ออกมานั้นเป็นการทดลองแมวของชโรดิงเงอร์เวอร์ชันที่เรียบง่าย [ลิงก์]

Stephen Hawking ถอดความบทกลอนของ Hans Jost ว่า “เมื่อฉันได้ยินเกี่ยวกับวัฒนธรรม ฉันหยิบปืนขึ้นมา” ดังนี้ “เมื่อฉันได้ยินเกี่ยวกับแมวของชโรดิงเงอร์ มือของฉันก็เอื้อมไปหยิบปืน!” สิ่งนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่า เช่นเดียวกับนักฟิสิกส์คนอื่นๆ ฮอว์คิงมีความเห็นว่าการตีความกลศาสตร์ควอนตัมแบบ "โรงเรียนโคเปนเฮเกน" เน้นย้ำถึงบทบาทของผู้สังเกตการณ์โดยไม่มีการให้เหตุผล

เกี่ยวข้องกับการเปิดภาควิชาเทววิทยา MEPhI ภาพต่อไปนี้ถูกเผยแพร่ทางออนไลน์:

ยูริ กอร์เดฟ

โปรแกรมเมอร์ นักพัฒนาเกม นักออกแบบ ศิลปิน

"แมวของชโรดิงเงอร์" เป็นการทดลองทางความคิดที่เสนอโดยหนึ่งในผู้บุกเบิกฟิสิกส์ควอนตัม เพื่อแสดงให้เห็นว่าเอฟเฟกต์ควอนตัมดูแปลกตาเมื่อนำไปใช้กับระบบที่มองเห็นด้วยตาเปล่า

ฉันจะพยายามอธิบายด้วยคำพูดง่ายๆ สุภาพบุรุษนักฟิสิกส์ อย่าตำหนิฉันเลย วลี "พูดประมาณ" จะถูกกล่าวถึงเพิ่มเติมก่อนแต่ละประโยค

ตอนนี้สำหรับการทดลองทางความคิด เราเอาแมวไปใส่ไว้ในกล่อง นอกจากนี้เรายังวางขวดที่มีก๊าซพิษ อะตอมกัมมันตภาพรังสี และเครื่องวัดไกเกอร์ไว้ที่นั่น อะตอมกัมมันตภาพรังสีอาจสลายตัวหรือไม่ก็ได้ ถ้ามันสลายตัว ตัวนับจะตรวจจับรังสี กลไกง่ายๆ จะทำให้ขวดแตกด้วยแก๊ส และแมวของเราจะตาย ถ้าไม่อย่างนั้นแมวก็จะยังมีชีวิตอยู่

เราปิดกล่อง จากช่วงเวลานี้ จากมุมมองของกลศาสตร์ควอนตัม อะตอมของเราอยู่ในสภาวะที่ไม่แน่นอน - สลายตัวด้วยความน่าจะเป็น 50% และไม่สลายตัวด้วยความน่าจะเป็น 50% ก่อนที่เราจะเปิดกล่องมาดูข้างใน (สังเกตดู) มันจะอยู่ในทั้งสองสถานะพร้อมกัน และเนื่องจากชะตากรรมของแมวขึ้นอยู่กับสถานะของอะตอมนี้โดยตรง ปรากฎว่าแมวนั้นยังมีชีวิตอยู่และตายไปพร้อม ๆ กันอย่างแท้จริง ("...เปื้อนแมวที่มีชีวิตและตายแล้ว (ขออภัยในการแสดงออก) อย่างเท่าเทียมกัน ส่วน..." ผู้เขียนการทดลองเขียน) นี่คือวิธีที่ทฤษฎีควอนตัมจะอธิบายสถานการณ์นี้อย่างแน่นอน

ชโรดิงเงอร์แทบจะคาดเดาไม่ได้เลยว่าความคิดของเขาจะส่งเสียงดังขนาดไหน แน่นอนว่าการทดลองนั้นแม้จะอยู่ในต้นฉบับก็ตามนั้นได้รับการอธิบายอย่างหยาบคายอย่างยิ่งและไม่มีข้ออ้างเกี่ยวกับความถูกต้องทางวิทยาศาสตร์ใด ๆ ผู้เขียนต้องการถ่ายทอดความคิดที่ว่าทฤษฎีจำเป็นต้องเสริมด้วยคำจำกัดความที่ชัดเจนของกระบวนการเช่น "การสังเกต" ” เพื่อแยกสถานการณ์ที่มีแมวในกล่องออกจากเขตอำนาจศาล

ความคิดเรื่องแมวยังใช้เพื่อ "พิสูจน์" การมีอยู่ของพระเจ้าในฐานะสติปัญญาที่เหนือกว่าซึ่งการสังเกตอย่างต่อเนื่องทำให้การดำรงอยู่ของเราเป็นไปได้ ในความเป็นจริง "การสังเกตการณ์" ไม่จำเป็นต้องอาศัยผู้สังเกตการณ์อย่างมีสติ ซึ่งจะทำให้ความลึกลับบางส่วนหลุดออกไปจากเอฟเฟกต์ควอนตัม แต่ถึงกระนั้น ฟิสิกส์ควอนตัมยังคงเป็นพรมแดนของวิทยาศาสตร์ในปัจจุบันซึ่งมีปรากฏการณ์ที่ไม่สามารถอธิบายได้มากมายและการตีความของมัน

อีวาน โบลดิน
ผู้สมัครสาขาวิทยาศาสตร์กายภาพและคณิตศาสตร์ นักวิจัย บัณฑิต MIPT

พฤติกรรมของวัตถุไมโครเวิลด์ (อนุภาคมูลฐาน อะตอม โมเลกุล) แตกต่างอย่างมีนัยสำคัญจากพฤติกรรมของวัตถุที่เรามักจะต้องเผชิญ ตัวอย่างเช่น อิเล็กตรอนสามารถบินผ่านสถานที่ห่างไกลสองแห่งในเชิงพื้นที่พร้อมกันหรืออยู่ในวงโคจรหลายวงในอะตอมพร้อมกัน เพื่ออธิบายปรากฏการณ์เหล่านี้ จึงได้มีการสร้างทฤษฎีขึ้นมา - ฟิสิกส์ควอนตัม ตามทฤษฎีนี้ อนุภาคสามารถถูกป้ายในอวกาศได้ แต่ถ้าคุณต้องการระบุตำแหน่งของอนุภาค คุณจะพบอนุภาคทั้งหมดในบางสถานที่เสมอ นั่นคือดูเหมือนว่ามันจะพังทลายลงจากการที่มันเปื้อน ระบุไปยังสถานที่ใดสถานที่หนึ่งโดยเฉพาะ นั่นคือเชื่อกันว่าอนุภาคนั้นจะไม่มีตำแหน่งเลยจนกว่าคุณจะวัดตำแหน่งของอนุภาคได้ และฟิสิกส์สามารถทำนายได้ด้วยความน่าจะเป็นเท่านั้นที่คุณจะตรวจจับอนุภาคในตำแหน่งใดได้

Erwin Schrödinger หนึ่งในผู้สร้างฟิสิกส์ควอนตัม สงสัยว่าจะเกิดอะไรขึ้นหากเหตุการณ์บางอย่างเกิดขึ้นหรือไม่เกิดขึ้น ขึ้นอยู่กับผลลัพธ์ของการวัดสถานะของอนุภาคขนาดเล็ก ตัวอย่างเช่น การดำเนินการนี้สามารถทำได้ดังนี้: นำอะตอมกัมมันตภาพรังสีที่มีครึ่งชีวิตประมาณหนึ่งชั่วโมง สามารถวางอะตอมไว้ในกล่องทึบแสง สามารถวางอุปกรณ์ไว้ที่นั่น เมื่อผลิตภัณฑ์กัมมันตภาพรังสีที่สลายตัวของอะตอมกระทบกับมัน ทำให้หลอดบรรจุก๊าซพิษแตก และวางแมวไว้ในกล่องนี้ได้ แล้วคุณจะไม่เห็นจากภายนอกว่าอะตอมสลายไปหรือไม่ กล่าวคือ ตามทฤษฎีควอนตัมมีทั้งสลายและไม่สลายตัว แมวจึงมีทั้งเป็นและตายไปพร้อมๆ กัน แมวตัวนี้กลายเป็นที่รู้จักในนามแมวของชโรดิงเงอร์

อาจดูน่าประหลาดใจที่แมวสามารถเป็นและตายได้ในเวลาเดียวกัน แม้ว่าอย่างเป็นทางการจะไม่มีข้อขัดแย้งใดๆ ในที่นี้ และนี่ไม่ใช่การหักล้างทฤษฎีควอนตัม อย่างไรก็ตาม อาจมีคำถามเกิดขึ้น เช่น ใครสามารถยุบอะตอมจากสถานะที่มีรอยเปื้อนไปเป็นสถานะหนึ่งได้ และใครที่พยายามเช่นนี้เองจะเข้าสู่สภาวะที่มีรอยเปื้อน? กระบวนการล่มสลายนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร? หรือเกิดขึ้นได้อย่างไรว่าผู้ที่ทำการล่มสลายไม่ปฏิบัติตามกฎของฟิสิกส์ควอนตัม? คำถามเหล่านี้สมเหตุสมผลหรือไม่ และหากใช่ คำตอบคืออะไรก็ยังไม่เป็นที่แน่ชัด

จอร์จ ปานินทร์
สำเร็จการศึกษาจากมหาวิทยาลัยเทคนิคเคมีแห่งรัสเซียซึ่งตั้งชื่อตาม ดิ. Mendeleev หัวหน้าผู้เชี่ยวชาญแผนกวิจัย (วิจัยการตลาด)

ดังที่ไฮเซนเบิร์กอธิบายให้เราฟัง เนื่องจากหลักการความไม่แน่นอน คำอธิบายของวัตถุในโลกไมโครควอนตัมจึงมีลักษณะที่แตกต่างจากคำอธิบายปกติของวัตถุในโลกมาโครของนิวตัน แทนที่จะเป็นพิกัดเชิงพื้นที่และความเร็ว ซึ่งเราใช้ในการอธิบายการเคลื่อนที่ทางกล เช่น ลูกบอลบนโต๊ะบิลเลียด ในวัตถุกลศาสตร์ควอนตัมจะถูกอธิบายโดยสิ่งที่เรียกว่าฟังก์ชันคลื่น ยอดของ "คลื่น" สอดคล้องกับความน่าจะเป็นสูงสุดในการค้นหาอนุภาคในอวกาศในขณะที่ทำการวัด การเคลื่อนที่ของคลื่นดังกล่าวอธิบายไว้ในสมการชโรดิงเงอร์ ซึ่งบอกเราว่าสถานะของระบบควอนตัมเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลาอย่างไร

ตอนนี้เกี่ยวกับแมว ทุกคนรู้ดีว่าแมวชอบซ่อนตัวในกล่อง (thequestion.ru) Erwin Schrödinger ก็รู้เรื่องนี้เช่นกัน ยิ่งไปกว่านั้น ด้วยความคลั่งไคล้ชาวนอร์ดิกอย่างแท้จริง เขาจึงใช้คุณลักษณะนี้ในการทดลองทางความคิดอันโด่งดัง สาระสำคัญก็คือมีแมวตัวหนึ่งถูกขังอยู่ในกล่องที่มีเครื่องจักรแห่งนรก เครื่องจักรเชื่อมต่อผ่านรีเลย์ไปยังระบบควอนตัม เช่น สารสลายกัมมันตภาพรังสี ความน่าจะเป็นของการสลายตัวเป็นที่รู้จักและเป็น 50% เครื่องจักรนรกจะถูกกระตุ้นเมื่อสถานะควอนตัมของระบบเปลี่ยนแปลง (เกิดการสลายตัว) และแมวตายสนิท หากคุณปล่อยให้ระบบ "Cat-box-hellish machine-quanta" ไว้กับตัวเองเป็นเวลาหนึ่งชั่วโมงและจำไว้ว่าสถานะของระบบควอนตัมนั้นอธิบายไว้ในแง่ของความน่าจะเป็น ก็จะชัดเจนว่าอาจเป็นไปไม่ได้ที่จะค้นหา ไม่ว่าแมวจะมีชีวิตอยู่หรือไม่ในช่วงเวลาที่กำหนด เช่นเดียวกับที่ไม่สามารถทำนายการตกของเหรียญบนหัวหรือก้อยล่วงหน้าได้อย่างแม่นยำ ความขัดแย้งนั้นง่ายมาก: ฟังก์ชันคลื่นที่อธิบายระบบควอนตัมผสมสองสถานะของแมว - มันมีชีวิตและตายในเวลาเดียวกัน เช่นเดียวกับที่อิเล็กตรอนที่ถูกผูกไว้สามารถระบุตำแหน่งด้วยความน่าจะเป็นที่เท่ากันในทุกที่ในอวกาศที่ห่างจาก นิวเคลียสของอะตอม หากเราไม่เปิดกล่อง เราก็จะไม่รู้แน่ชัดว่าแมวเป็นยังไงบ้าง โดยไม่ต้องสังเกต (อ่านค่าการวัด) ของนิวเคลียสของอะตอม เราสามารถอธิบายสถานะของมันได้โดยการซ้อนทับ (การผสม) ของสองสถานะเท่านั้น คือ นิวเคลียสที่เน่าเปื่อยและไม่เน่าเปื่อย แมวที่ติดยาเสพติดนิวเคลียร์มีทั้งเป็นและตายไปพร้อมๆ กัน คำถามคือ เมื่อใดที่ระบบจะยุติความเป็นส่วนผสมของสองสถานะและเลือกสถานะใดสถานะหนึ่งโดยเฉพาะ

การตีความการทดลองแบบโคเปนเฮเกนบอกเราว่าระบบเลิกเป็นส่วนผสมของสถานะและเลือกสถานะใดสถานะหนึ่งในขณะที่เกิดการสังเกต ซึ่งเป็นการวัดด้วย (กล่องเปิด) นั่นคือข้อเท็จจริงของการวัดเปลี่ยนความเป็นจริงทางกายภาพ นำไปสู่การล่มสลายของฟังก์ชันคลื่น (แมวอาจตายหรือยังมีชีวิตอยู่ แต่หยุดเป็นส่วนผสมของทั้งสองอย่าง)! ลองคิดดู การทดลองและการวัดผลที่มาพร้อมกับมันได้เปลี่ยนแปลงความเป็นจริงรอบตัวเรา โดยส่วนตัวแล้วข้อเท็จจริงนี้รบกวนสมองของฉันมากกว่าแอลกอฮอล์มาก Steve Hawking ผู้โด่งดังก็ประสบกับความยากลำบากในการเผชิญกับความขัดแย้งนี้เช่นกัน โดยย้ำว่าเมื่อเขาได้ยินเกี่ยวกับแมวของSchrödinger เขาจึงยื่นมือไปหา Browning ความรุนแรงของปฏิกิริยาของนักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีที่โดดเด่นนั้นเนื่องมาจากความจริงที่ว่าในความเห็นของเขา บทบาทของผู้สังเกตการณ์ในการล่มสลายของฟังก์ชันคลื่น (การยุบให้เป็นหนึ่งในสองสถานะความน่าจะเป็น) นั้นเกินจริงอย่างมาก

แน่นอนว่า เมื่อศาสตราจารย์เออร์วินตั้งครรภ์การทรมานแมวของเขาในปี 1935 นี่เป็นวิธีอันชาญฉลาดในการแสดงความไม่สมบูรณ์ของกลศาสตร์ควอนตัม ในความเป็นจริงแล้ว แมวไม่สามารถเป็นและตายไปพร้อมกันได้ จากการตีความการทดลองครั้งหนึ่ง เห็นได้ชัดว่ามีความขัดแย้งระหว่างกฎของโลกมหภาค (เช่น กฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ - แมวยังมีชีวิตอยู่หรือตาย) และกฎจุลภาค โลก (แมวเป็นและตายในเวลาเดียวกัน)

ข้อมูลข้างต้นใช้ในทางปฏิบัติ: ในการคำนวณควอนตัมและการเข้ารหัสควอนตัม สัญญาณไฟที่ซ้อนทับกันของสองสถานะจะถูกส่งผ่านสายเคเบิลไฟเบอร์ออปติก หากผู้โจมตีเชื่อมต่อกับสายเคเบิลที่ไหนสักแห่งตรงกลางและทำการแตะสัญญาณที่นั่นเพื่อดักฟังข้อมูลที่ส่ง สิ่งนี้จะทำให้ฟังก์ชันคลื่นล่ม (จากมุมมองของการตีความโคเปนเฮเกน จะมีการสังเกต) และ แสงจะเข้าสู่รัฐใดรัฐหนึ่ง ด้วยการดำเนินการทดสอบทางสถิติของแสงที่ปลายรับของสายเคเบิล จะสามารถตรวจจับได้ว่าแสงอยู่ในสถานะซ้อนหรือถูกสังเกตแล้วและส่งไปยังจุดอื่นหรือไม่ ทำให้สามารถสร้างวิธีการสื่อสารที่ไม่รวมการสกัดกั้นและการดักฟังสัญญาณที่ไม่สามารถตรวจจับได้

การตีความการทดลองทางความคิดของชโรดิงเงอร์เมื่อเร็วๆ นี้อีกเรื่องหนึ่งคือเรื่องราวที่เชลดอน คูเปอร์ วีรบุรุษแห่งทฤษฎีบิ๊กแบง บอกกับเพนนี เพื่อนบ้านที่มีการศึกษาน้อยของเขา ประเด็นสำคัญของเรื่องราวของเชลดอนก็คือแนวคิดเรื่องแมวของชโรดิงเงอร์สามารถนำมาประยุกต์ใช้กับความสัมพันธ์ของมนุษย์ได้ เพื่อที่จะทำความเข้าใจว่าเกิดอะไรขึ้นระหว่างชายและหญิง ความสัมพันธ์ระหว่างพวกเขาเป็นแบบไหน ดีหรือไม่ดี คุณเพียงแค่ต้องเปิดกล่อง ถึงตอนนั้นความสัมพันธ์มีทั้งดีและไม่ดี youtube.com

บางทีบางท่านอาจเคยได้ยินวลี “แมวของชโรดิงเงอร์” อย่างไรก็ตาม สำหรับคนส่วนใหญ่ ชื่อนี้ไม่มีความหมายอะไรเลย

หากคุณคิดว่าตัวเองเป็นวิชาที่ใช้ความคิด และถึงกับอ้างว่าเป็นคนมีปัญญา คุณควรค้นหาให้แน่ชัดว่าแมวของชโรดิงเงอร์คืออะไร และทำไมเขาถึงมีชื่อเสียงในเรื่องนั้น

แมวของชโรดิงเงอร์เป็นการทดลองทางความคิดที่เสนอโดยนักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีชาวออสเตรีย เออร์วิน ชโรดิงเงอร์ นักวิทยาศาสตร์ผู้มีความสามารถคนนี้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี 1933

จากการทดลองอันโด่งดังของเขา เขาต้องการแสดงให้เห็นความไม่สมบูรณ์ของกลศาสตร์ควอนตัมในการเปลี่ยนจากระบบย่อยอะตอมไปสู่ระบบมหภาค

Erwin Schrödinger พยายามอธิบายทฤษฎีของเขาโดยใช้ตัวอย่างดั้งเดิมของแมว เขาต้องการทำให้มันง่ายที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อให้ใครก็ตามสามารถเข้าใจความคิดของเขาได้

ไม่ว่าเขาจะทำสำเร็จหรือไม่ก็ตามคุณจะพบคำตอบโดยอ่านบทความจนจบ

แก่นแท้ของการทดลองแมวของชโรดิงเงอร์

สมมติว่าแมวตัวหนึ่งถูกขังอยู่ในห้องเหล็กด้วยเครื่องจักรจากนรก (ซึ่งต้องได้รับการปกป้องไม่ให้แมวเข้ามาแทรกแซงโดยตรง): ภายในเครื่องนับไกเกอร์มีวัสดุกัมมันตภาพรังสีจำนวนเล็กน้อยจนมีเพียงอะตอมเดียวเท่านั้นที่สามารถสลายตัวได้ภายในหนึ่งชั่วโมง แต่ด้วยความน่าจะเป็นเดียวกันก็อาจไม่สลายตัว หากสิ่งนี้เกิดขึ้น ท่ออ่านจะถูกปล่อยออกมาและรีเลย์จะทำงาน โดยปล่อยค้อนซึ่งจะทำให้ขวดแตกด้วยกรดไฮโดรไซยานิก

ถ้าเราปล่อยให้ระบบทั้งหมดนี้อยู่กับตัวเองเป็นเวลาหนึ่งชั่วโมง เราก็สามารถพูดได้ว่าแมวจะมีชีวิตอยู่หลังจากเวลานี้ ตราบใดที่อะตอมไม่สลายตัว

การสลายตัวของอะตอมครั้งแรกจะทำให้แมวเป็นพิษ ฟังก์ชัน psi ของระบบโดยรวมจะแสดงสิ่งนี้โดยการผสมหรือทาสิ่งมีชีวิตและแมวที่ตายแล้ว (ขออภัยในการแสดงออก) ในส่วนเท่า ๆ กัน

สิ่งที่เป็นเรื่องปกติในกรณีเช่นนี้ก็คือความไม่แน่นอนที่แต่เดิมจำกัดอยู่แค่ในโลกอะตอมนั้นถูกแปลงเป็นความไม่แน่นอนในระดับมหภาค ซึ่งสามารถกำจัดได้ด้วยการสังเกตโดยตรง

สิ่งนี้ป้องกันไม่ให้เรายอมรับ "แบบจำลองเบลอ" อย่างไร้เดียงสาว่าสะท้อนความเป็นจริง สิ่งนี้ไม่ได้หมายถึงสิ่งใดที่ไม่ชัดเจนหรือขัดแย้งกัน

มีความแตกต่างระหว่างภาพถ่ายที่เบลอหรือไม่อยู่ในโฟกัสกับภาพถ่ายเมฆหรือหมอก

กล่าวอีกนัยหนึ่ง เรามีกล่องและแมว กล่องดังกล่าวประกอบด้วยอุปกรณ์ที่มีนิวเคลียสของอะตอมกัมมันตภาพรังสีและภาชนะบรรจุก๊าซพิษ

ในระหว่างการทดลอง ความน่าจะเป็นที่นิวเคลียสจะสลายหรือไม่สลายตัวจะเท่ากับ 50% ดังนั้น ถ้ามันเน่าเปื่อย สัตว์ก็จะตาย และถ้านิวเคลียสไม่เน่าเปื่อย แมวของชโรดิงเงอร์ก็จะยังมีชีวิตอยู่

เราขังแมวไว้ในกล่องและรอเป็นเวลาหนึ่งชั่วโมงเพื่อสะท้อนถึงความเปราะบางของชีวิต

ตามกฎของกลศาสตร์ควอนตัม นิวเคลียส (และตัวแมวเอง) สามารถอยู่ในสถานะที่เป็นไปได้ทั้งหมดไปพร้อมๆ กัน (ดูการซ้อนทับของควอนตัม)

จนกว่าจะเปิดกล่อง ระบบ "cat-core" จะถือว่าผลลัพธ์ที่เป็นไปได้สองประการของเหตุการณ์: "การสลายนิวเคลียส - แมวตาย" ด้วยความน่าจะเป็น 50% และ "การสลายนิวเคลียสไม่เกิดขึ้น - แมวยังมีชีวิตอยู่ ” ด้วยความน่าจะเป็นในระดับเดียวกัน

ปรากฎว่าแมวของชโรดิงเงอร์ซึ่งนั่งอยู่ในกล่อง มีทั้งเป็นและตายไปพร้อมๆ กัน

การตีความตามการตีความแบบโคเปนเฮเกนกล่าวว่าไม่ว่าในกรณีใด แมวก็ยังมีชีวิตและตายไปพร้อมๆ กัน การเลือกการสลายตัวของนิวเคลียร์ไม่ได้เกิดขึ้นเมื่อเราเปิดกล่อง แต่เมื่อนิวเคลียสชนกับเครื่องตรวจจับด้วย

นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าการลดการทำงานของคลื่นของระบบ "cat-detector-core" นั้นไม่ได้เชื่อมโยงกับบุคคลที่สังเกตจากภายนอกแต่อย่างใด มันเชื่อมต่อโดยตรงกับตัวตรวจจับ-ผู้สังเกตการณ์นิวเคลียสของอะตอม

แมวของSchrödingerด้วยคำพูดง่ายๆ

ตามกฎของกลศาสตร์ควอนตัม ถ้าไม่มีการสังเกตนิวเคลียสของอะตอม ก็อาจเป็นแบบคู่ได้ นั่นคือการสลายตัวจะเกิดขึ้นหรือไม่ก็ได้

จากนี้ไปแมวซึ่งอยู่ในกล่องและเป็นตัวแทนของนิวเคลียสสามารถเป็นและตายได้ในเวลาเดียวกัน

แต่ทันทีที่ผู้สังเกตการณ์ตัดสินใจเปิดกล่อง เขาจะสามารถเห็นสถานะที่เป็นไปได้เพียง 1 ใน 2 เท่านั้น

แต่ตอนนี้มีคำถามเชิงตรรกะเกิดขึ้น: เมื่อใดที่ระบบจะหยุดดำรงอยู่ในรูปแบบคู่อย่างแน่นอน?

จากประสบการณ์นี้ Schrödinger แย้งว่ากลศาสตร์ควอนตัมไม่สมบูรณ์หากไม่มีกฎบางอย่างที่อธิบายเมื่อฟังก์ชันคลื่นพังทลาย

เมื่อพิจารณาข้อเท็จจริงที่ว่าแมวของชโรดิงเงอร์จะต้องมีชีวิตอยู่หรือตายไม่ช้าก็เร็ว สิ่งนี้จะคล้ายกันสำหรับนิวเคลียสของอะตอม นั่นคือ การสลายของอะตอมจะเกิดขึ้นหรือไม่ก็ตาม

สาระสำคัญของประสบการณ์ในภาษามนุษย์

ชโรดิงเงอร์ใช้ตัวอย่างของแมว ต้องการแสดงให้เห็นว่าตามกลศาสตร์ควอนตัม สัตว์จะมีชีวิตและตายในเวลาเดียวกัน ในความเป็นจริงนี่เป็นไปไม่ได้ที่จะสรุปได้ว่ากลศาสตร์ควอนตัมในปัจจุบันมีข้อบกพร่องที่สำคัญ

วิดีโอจาก "ทฤษฎีบิ๊กแบง"

ตัวละครในซีรีส์ Sheldon Cooper พยายามอธิบายให้เพื่อน "ใจกว้าง" ของเขาฟังถึงแก่นแท้ของการทดลอง Cat ของSchrödinger ในการทำเช่นนี้ เขาใช้ตัวอย่างความสัมพันธ์ระหว่างชายและหญิง

หากต้องการทราบว่าพวกเขามีความสัมพันธ์แบบใด คุณเพียงแค่ต้องเปิดกล่อง ในระหว่างนี้จะปิดตัวลง ความสัมพันธ์ของพวกเขาอาจเป็นได้ทั้งเชิงบวกและเชิงลบในเวลาเดียวกัน

แมวของSchrödingerรอดจากประสบการณ์นี้มาได้หรือไม่

หากผู้อ่านคนใดของเรากังวลเกี่ยวกับแมวคุณควรใจเย็น ๆ ในระหว่างการทดลอง ไม่มีใครเสียชีวิตเลย และชโรดิงเงอร์เองก็เรียกการทดลองของเขาว่า จิตคือสิ่งที่กระทำแต่ในจิตใจเท่านั้น

เราหวังว่าคุณจะเข้าใจแก่นแท้ของการทดลองแมวของชโรดิงเงอร์ หากคุณมีคำถามใด ๆ คุณสามารถถามพวกเขาในความคิดเห็น และแน่นอน แบ่งปันบทความนี้บนโซเชียลเน็ตเวิร์ก

หากคุณชอบสมัครสมาชิกเว็บไซต์ ฉันน่าสนใจเอฟakty.orgด้วยวิธีใดก็ได้ที่สะดวก มันน่าสนใจสำหรับเราเสมอ!

คุณชอบโพสต์นี้หรือไม่? กดปุ่มใดก็ได้:

“Schrödinger's Cat” เป็นชื่อของการทดลองทางความคิดที่สนุกสนานซึ่งจัดโดย Schrödinger หรือถ้าให้เจาะจงกว่านั้นคือ Erwin Rudolf Joseph Alexander Schrödinger นักวิทยาศาสตร์ชาวออสเตรีย ให้คำจำกัดความของการทดลองนี้ว่า ดังนี้ “วางไว้ในกล่องปิด มีกลไกในกล่องบรรจุนิวเคลียสกัมมันตภาพรังสีและภาชนะที่มีก๊าซพิษ โดยเลือกพารามิเตอร์การทดลองเพื่อให้ความน่าจะเป็นที่นิวเคลียสจะสลายตัวใน 1 ชั่วโมงเป็น 50% นิวเคลียสสลายตัวมันเปิดใช้งานกลไก - ภาชนะที่มีแก๊สเปิดออก และแมวก็ตาย

ตามกลศาสตร์ควอนตัม หากไม่มีการสังเกตนิวเคลียส สถานะของนิวเคลียสจะถูกอธิบายโดยการซ้อน (การผสม) ของสองสถานะ - นิวเคลียสที่เน่าเปื่อยและนิวเคลียสที่ไม่เน่าเปื่อย ดังนั้น แมวที่นั่งอยู่ในกล่องจึงมีทั้งชีวิตและตาย ในเวลาเดียวกัน หากเปิดกล่อง ผู้ทดลองจะต้องเห็นสถานะเฉพาะเพียงสถานะเดียว: “นิวเคลียสเน่าแล้ว แมวตายแล้ว” หรือ “นิวเคลียสยังไม่เน่าเปื่อย แมวยังมีชีวิตอยู่”

ปรากฎว่าท้ายที่สุดแล้ว เรามีแมวเป็นหรือตาย แต่เป็นไปได้ว่าแมวนั้นมีทั้งเป็นและตายไปพร้อมๆ กัน ดังนั้น ชโรดิงเงอร์จึงพยายามพิสูจน์ข้อจำกัดของกลศาสตร์ควอนตัม โดยไม่ต้องใช้กฎเกณฑ์บางประการกับมัน

การตีความฟิสิกส์ควอนตัมในโคเปนเฮเกน และโดยเฉพาะอย่างยิ่งการทดลองนี้ บ่งชี้ว่าแมวได้รับคุณสมบัติของช่วงที่เป็นไปได้ (เป็น-ตาย) หลังจากที่ผู้สังเกตการณ์เข้ามาแทรกแซงกระบวนการเท่านั้น

นั่นคือเมื่อชโรดิงเงอร์คนใดคนหนึ่งเปิดกล่องด้วยความมั่นใจร้อยเปอร์เซ็นต์เขาจะต้องตัดไส้กรอกหรือโทรหาสัตวแพทย์ แมวจะมีชีวิตอยู่หรือตายกะทันหันอย่างแน่นอน แต่ตราบใดที่ไม่มีผู้สังเกตการณ์ในกระบวนการ - บุคคลใดบุคคลหนึ่งที่มีข้อได้เปรียบอย่างไม่ต้องสงสัยในรูปแบบของการมองเห็นและอย่างน้อยก็มีสติสัมปชัญญะที่ชัดเจน - แมวก็จะอยู่ในบริเวณขอบรก "ระหว่างสวรรค์และโลก"

คำอุปมาโบราณเกี่ยวกับแมวที่เดินด้วยตัวเองได้รับเฉดสีใหม่ในบริบทนี้ ไม่ต้องสงสัยเลยว่าแมวของชโรดิงเงอร์ไม่ใช่สัตว์ที่เจริญรุ่งเรืองที่สุดในจักรวาล ขอให้เราหวังว่าแมวจะประสบความสำเร็จสำหรับเขาและหันไปหาปัญหาความบันเทิงอื่นจากโลกแห่งกลศาสตร์ควอนตัมลึกลับและบางครั้งก็ไร้ความปรานี

มีเสียงประมาณว่า “ต้นไม้ล้มในป่าจะเกิดเสียงอะไรได้ ถ้าไม่มีผู้อยู่ใกล้ ๆ ที่สามารถรับรู้เสียงนี้ได้” ตรงกันข้ามกับชะตากรรมขาวดำของแมวที่ไม่มีความสุข/มีความสุข เรากำลังเผชิญกับการคาดเดาหลากสีสัน: ไม่มีเสียง/มีเสียง มันจะเป็นอย่างไร ถ้ามีอยู่ และหาก มันไม่อยู่ที่นั่น แล้วทำไม? คำถามนี้ไม่สามารถตอบได้ด้วยเหตุผลง่ายๆ นั่นคือความเป็นไปไม่ได้ที่จะทำการทดลอง ท้ายที่สุดแล้ว การทดลองใดๆ ก็ตามบ่งบอกถึงการมีอยู่ของผู้สังเกตการณ์ที่สามารถรับรู้และสรุปผลได้

Julio Cartazar นักเขียนชาวอาร์เจนตินาผู้โด่งดัง ซึ่งเป็นตัวแทนที่โดดเด่นของ "ความสมจริงที่มีมนต์ขลัง" มีเรื่องราวสั้น ๆ เกี่ยวกับวิธีที่เฟอร์นิเจอร์ในสำนักงานที่ถูกทิ้งไว้โดยไม่มีผู้สังเกตการณ์ เดินไปรอบๆ สำนักงาน ราวกับกำลังใช้เวลาว่างเพื่อยืดแขนขาที่ "แข็งทื่อ"

นั่นคือเป็นไปไม่ได้ที่จะคาดเดาว่าจะเกิดอะไรขึ้นกับวัตถุแห่งความเป็นจริงรอบตัวเราในขณะที่เราไม่อยู่ และถ้าไม่สามารถรับรู้ได้ มันก็ไม่มีอยู่จริง ทันทีที่เราออกจากห้อง เนื้อหาทั้งหมดในห้องนั้นพร้อมกับตัวห้องนั้นจะหยุดอยู่หรืออย่างแม่นยำมากขึ้น ยังคงมีอยู่ในศักยภาพเท่านั้น

ขณะเดียวกันก็เกิดเพลิงไหม้หรือน้ำท่วม การโจรกรรมอุปกรณ์ หรือแขกที่ไม่ได้รับเชิญ ยิ่งกว่านั้น เรายังมีอยู่ในนั้น ในสถานะที่เป็นไปได้ที่แตกต่างกัน คนหนึ่งฉันเดินไปรอบ ๆ ห้องและผิวปากเป็นทำนองเพลงโง่ ๆ อีกคนฉันมองดูหน้าต่างอย่างเศร้า ๆ อีกคนที่สามคุยกับภรรยาทางโทรศัพท์ แม้แต่การเสียชีวิตอย่างกะทันหันของเราหรือข่าวดีในรูปแบบของโทรศัพท์ที่ไม่คาดคิดก็ยังมีอยู่

ลองจินตนาการถึงความเป็นไปได้ทั้งหมดที่ซ่อนอยู่หลังประตูสักครู่ ตอนนี้ลองจินตนาการว่าโลกทั้งใบของเราเป็นเพียงกลุ่มของศักยภาพที่ยังไม่เกิดขึ้นจริง มันตลกใช่มั้ย?

อย่างไรก็ตาม มีคำถามเชิงตรรกะเกิดขึ้นที่นี่ แล้วไงล่ะ? ใช่ มันตลก ใช่ มันน่าสนใจ แต่อะไรคือสิ่งสำคัญที่ทำให้สิ่งนี้เปลี่ยนแปลงไป? วิทยาศาสตร์เงียบเกี่ยวกับเรื่องนี้อย่างสุภาพ สำหรับฟิสิกส์ควอนตัม ความรู้ดังกล่าวเปิดเส้นทางใหม่ในการทำความเข้าใจจักรวาลและกลไกของมัน แต่สำหรับเรา ผู้คนที่อยู่ห่างไกลจากการค้นพบทางวิทยาศาสตร์ที่ยิ่งใหญ่ ข้อมูลดังกล่าวดูเหมือนจะไม่มีประโยชน์

สิ่งนี้จะไม่มีประโยชน์ได้อย่างไร!? ท้ายที่สุดแล้ว หากฉันซึ่งเป็นมนุษย์อยู่ในโลกนี้ ฉันซึ่งเป็นอมตะก็จะอยู่ในโลกอื่น! หากชีวิตของฉันประกอบด้วยความล้มเหลวและความผิดหวัง แล้วมีที่ไหนสักแห่ง - ประสบความสำเร็จและมีความสุขล่ะ? ในความเป็นจริง ไม่มีสิ่งใดนอกความรู้สึกของเรา เช่นเดียวกับที่ไม่มีที่ว่างจนกว่าเราจะเข้าไป อวัยวะในการรับรู้ของเราเพียงแต่หลอกลวงเรา โดยวาดภาพโลกที่ "ล้อมรอบ" เราไว้ในสมอง สิ่งที่อยู่ภายนอกตัวเรายังคงเป็นความลับเบื้องหลังแมวน้ำทั้งเจ็ด

แมวสามารถเป็นและตายพร้อมกันได้หรือไม่? จักรวาลคู่ขนานมีกี่จักรวาล? และพวกมันก็มีอยู่จริงเหรอ? คำถามเหล่านี้ไม่ใช่คำถามนิยายวิทยาศาสตร์ แต่เป็นคำถามทางวิทยาศาสตร์ที่แท้จริงซึ่งแก้ไขได้ด้วยฟิสิกส์ควอนตัม

เรามาเริ่มกันด้วย แมวของชโรดิงเงอร์- นี่คือการทดลองทางความคิดที่เสนอโดย Erwin Schrödinger เพื่อชี้ให้เห็นความขัดแย้งที่มีอยู่ในฟิสิกส์ควอนตัม สาระสำคัญของการทดลองมีดังนี้

แมวในจินตนาการถูกวางไว้พร้อมกันในกล่องปิด เช่นเดียวกับกลไกจินตภาพเดียวกันกับแกนกัมมันตภาพรังสีและภาชนะบรรจุก๊าซพิษ จากการทดลองนี้ ถ้านิวเคลียสสลายตัว มันจะกระตุ้นกลไกนี้ ถังแก๊สจะเปิดออก และแมวก็จะตาย ความน่าจะเป็นที่นิวเคลียร์จะสลายตัวคือ 1 ใน 2

ความขัดแย้งก็คือ ตามกลศาสตร์ควอนตัม หากไม่สังเกตนิวเคลียส แมวก็อยู่ในสิ่งที่เรียกว่าการซ้อนทับ หรืออีกนัยหนึ่ง แมวก็อยู่ในสถานะแยกจากกันพร้อมๆ กัน (ทั้งมีชีวิตและตาย) อย่างไรก็ตาม หากผู้สังเกตเปิดกล่อง เขาสามารถตรวจสอบได้ว่าแมวอยู่ในสถานะใดสถานะหนึ่ง: แมวยังมีชีวิตอยู่หรือตายไปแล้ว จากข้อมูลของชโรดิงเงอร์ ความไม่สมบูรณ์ของทฤษฎีควอนตัมนั้นอยู่ที่ความจริงที่ว่ามันไม่ได้ระบุภายใต้เงื่อนไขใดที่แมวจะยุติการซ้อนทับและกลายเป็นว่ามีชีวิตอยู่หรือตายไปแล้ว

ความขัดแย้งนี้ประกอบขึ้นด้วยการทดลองของ Wigner ซึ่งเพิ่มหมวดหมู่ของเพื่อนเข้าไปในการทดลองทางความคิดที่มีอยู่แล้ว ตามที่ Wigner กล่าว เมื่อผู้ทดลองเปิดกล่อง เขาจะรู้ว่าแมวยังมีชีวิตอยู่หรือตายไปแล้ว สำหรับผู้ทดลอง แมวจะเลิกอยู่ในสถานะซ้อนทับ แต่สำหรับเพื่อนที่อยู่หลังประตู และยังไม่ทราบผลการทดลอง แมวก็ยังคงอยู่ที่ไหนสักแห่ง "ระหว่างความเป็นและความตาย" สิ่งนี้สามารถดำเนินต่อไปได้โดยมีประตูและเพื่อนจำนวนไม่สิ้นสุด และตามตรรกะที่คล้ายกัน แมวจะอยู่ในตำแหน่งซ้อนทับจนกว่าทุกคนในจักรวาลจะรู้ว่าผู้ทดลองเห็นอะไรเมื่อเขาเปิดกล่อง

ฟิสิกส์ควอนตัมอธิบายความขัดแย้งดังกล่าวได้อย่างไร ฟิสิกส์ควอนตัมเสนอการทดลองทางความคิด การฆ่าตัวตายควอนตัมและสองสถานการณ์ที่เป็นไปได้ตามการตีความกลศาสตร์ควอนตัมที่แตกต่างกัน

ในการทดลองทางความคิด ปืนจะชี้ไปที่ผู้เข้าร่วมและจะยิงปืนอันเป็นผลมาจากการสลายตัวของอะตอมกัมมันตรังสีหรือไม่ก็จะไม่ยิง อีกครั้ง 50 ถึง 50 ดังนั้นผู้เข้าร่วมในการทดลองจะตายหรือไม่ก็ตาม แต่ตอนนี้เขาเป็นเหมือนแมวของSchrödingerในการซ้อนทับ

สถานการณ์นี้สามารถตีความได้หลายวิธีจากมุมมองของกลศาสตร์ควอนตัม ตามการตีความของโคเปนเฮเกน ปืนจะหลุดออกมาในที่สุดและผู้เข้าร่วมจะเสียชีวิต ตามการตีความของเอเวอเรตต์ การซ้อนทับหมายถึงการมีอยู่ของจักรวาลคู่ขนานสองจักรวาลซึ่งมีผู้เข้าร่วมอยู่พร้อมกัน: หนึ่งในนั้นเขายังมีชีวิตอยู่ (ปืนไม่ได้ยิง) ในวินาทีที่เขาตาย (ปืนยิง) อย่างไรก็ตามหากการตีความหลายโลกถูกต้องผู้เข้าร่วมจะยังคงมีชีวิตอยู่ในจักรวาลใดจักรวาลหนึ่งซึ่งนำไปสู่ความคิดเรื่องการดำรงอยู่ของ "ความเป็นอมตะควอนตัม"

สำหรับแมวของชโรดิงเงอร์และผู้สังเกตการณ์การทดลอง ตามการตีความของเอเวอเร็ตต์ เขาก็พบว่าตัวเองและแมวอยู่ในจักรวาลสองแห่งพร้อมกัน นั่นคือ "ภาษาควอนตัม" "พัวพัน" กับเขาในคราวเดียว

ดูเหมือนเรื่องราวจากนิยายวิทยาศาสตร์ อย่างไรก็ตาม เป็นหนึ่งในทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์ที่มีอยู่ในฟิสิกส์สมัยใหม่