Котката на Шрьодингер с прости думи е същността на експеримента. За котката на Шрьодингер с прости думи

Със сигурност сте чували повече от веднъж, че има такъв феномен като "Котката на Шрьодингер". Но ако не сте физик, тогава най-вероятно само отдалечено си представяте каква котка е и защо е необходима.
„Котката на Шрьодингер“ е името на известния мисловен експеримент на известния австрийски физик-теоретик Ервин Шрьодингер, който е и носител на Нобелова награда. С помощта на този фиктивен експеримент ученият искаше да покаже непълнотата на квантовата механика при прехода от субатомни системи към макроскопични системи.
В тази статия се прави опит да се обясни с прости думи същността на теорията на Шрьодингер за котката и квантовата механика, така че да е достъпна за човек, който няма висше техническо образование. В статията ще бъдат представени и различни интерпретации на експеримента, включително тези от поредицата Теория на Големия взрив.
съдържание:
1. Описание на експеримента
2. Обяснение с прости думи
3. Видео от Теорията за Големия взрив
4. Рецензии и коментари
Описание на експеримента
Оригиналната статия на Ервин Шрьодингер е публикувана през 1935 г. В него експериментът е описан с помощта на техниката на сравнение или дори персонификация:

Можете също така да конструирате случаи, в които бурлеската е достатъчна. Нека някоя котка бъде заключена в стоманена камера, заедно със следната дяволска машина (която трябва да е независима от намесата на котката): вътре в брояча на Гайгер има малко количество радиоактивен материал, толкова малък, че само един атом може да се разпадне в час, но със същата вероятност може да не се разпадне; ако това се случи, четящата тръба се разрежда и се задейства реле, спускащо чука, което разбива конуса на циановодородната киселина.
Ако оставим цялата тази система сама за един час, тогава можем да кажем, че котката ще бъде жива след това време, стига атомът да не се разпадне. Първият разпад на атом би отровил котката. Пси-функцията на системата като цяло ще изрази това чрез смесване в себе си или размазване на живата и мъртвата котка (простете за израза) в равни пропорции. Типично в такива случаи е, че несигурността, първоначално ограничена до атомния свят, се трансформира в макроскопска несигурност, която може да бъде елиминирана чрез директно наблюдение. Това ни пречи наивно да приемем „модела на размазването“ като отразяващ реалността. Само по себе си това не означава нищо неясно или противоречиво. Има разлика между размита снимка или снимка извън фокус и снимка в облак или мъгла.
________________________________________
С други думи:
1. Има кутия и котка. Кутията съдържа механизъм, съдържащ радиоактивно атомно ядро ​​и контейнер с отровен газ. Експерименталните параметри са избрани така, че вероятността от ядрен разпад за 1 час да е 50%. Ако сърцевината се разпадне, газовият контейнер се отваря и котката умира. Ако не се случи разпадането на ядрото, котката остава жива и здрава.
2. Затваряме котката в кутия, чакаме един час и се питаме: котката жива ли е или мъртва?
3. Квантовата механика, така да се каже, ни казва, че атомното ядро ​​(и следователно котката) е във всички възможни състояния по едно и също време (вижте квантовата суперпозиция). Преди да отворим кутията, системата "cat-core" е в състояние "ядрото се е разложило, котката е мъртва" с вероятност 50% и в състояние "ядрото не се е разпаднало, котката е жива" с вероятност 50%. Оказва се, че котката, която седи в кутията, е едновременно жива и мъртва.
4. Според съвременната Копенхагенска интерпретация котката е все още жива/мъртва без никакви междинни състояния. И изборът на състоянието на разпад на ядрото се случва не в момента на отваряне на кутията, а дори когато ядрото влезе в детектора. Защото редукцията на вълновата функция на системата "котка-детектор-ядро" не е свързана с човешкия наблюдател на кутията, а е свързана с детектор-наблюдател на ядрото.

Обяснение с прости думи
Според квантовата механика, ако ядрото на атома не се наблюдава, тогава неговото състояние се описва със смес от две състояния - разложено ядро ​​и неразложено ядро, следователно котка, седяща в кутия и олицетворяваща ядрото на атом е едновременно жив и мъртъв. Ако кутията се отвори, тогава експериментаторът може да види само едно конкретно състояние – „ядрото се е разпаднало, котката е мъртва“ или „ядрото не се е разпаднало, котката е жива“.
Същността на човешкия език: експериментът на Шрьодингер показа, че от гледна точка на квантовата механика котката е едновременно жива и мъртва, което не може да бъде. Следователно квантовата механика има значителни недостатъци.
Въпросът е следният: кога една система престава да съществува като смес от две състояния и избира едно конкретно? Целта на експеримента е да покаже, че квантовата механика е непълна без някои правила, които определят при какви условия вълновата функция се срива и котката или умира, или остава жива, но престава да бъде смес от двете. Тъй като е ясно, че котката непременно трябва да е жива или мъртва (няма междинно състояние между живота и смъртта), това ще бъде същото и за атомното ядро. То задължително трябва да бъде или разбито, или да не е разбито (Уикипедия).
Видео от Теорията за големия взрив
Друга най-нова интерпретация на мисловния експеримент на Шрьодингер е историята на Шелдън Купър от теорията за големия взрив, който разговаря с по-малко образования съсед на Пени. Смисълът на историята на Шелдън е, че концепцията за котката на Шрьодингер може да се приложи към отношенията между хората. За да разберете какво се случва между мъж и жена, какви отношения между тях: добри или лоши, просто трябва да отворите кутията. Дотогава отношенията са както добри, така и лоши.
По-долу е даден видеоклип на този диалог на теорията за Големия взрив между Шелдън и Пени.
Дали котката беше все още жива в резултат на експеримента?
За тези, които четат статията невнимателно, но все пак се тревожат за котката - добра новина: не се притеснявайте, според нашите данни, в резултат на мисловен експеримент на луд австрийски физик
НИТО ЕДНА КОТКА НЕ ПОРАЯВА

За мой срам искам да призная, че чух този израз, но изобщо не знаех какво означава и поне на каква тема е използван. Нека ви кажа какво прочетох в интернет за тази котка...

« Котката на Шрьодингер» - така се казва известният мисловен експеримент на известния австрийски физик-теоретик Ервин Шрьодингер, който е и носител на Нобелова награда. С помощта на този фиктивен експеримент ученият искаше да покаже непълнотата на квантовата механика при прехода от субатомни системи към макроскопични системи.

Оригиналната статия на Ервин Шрьодингер е публикувана през 1935 г. Ето цитата:

Можете също така да конструирате случаи, в които бурлеската е достатъчна. Нека някоя котка бъде заключена в стоманена камера, заедно със следната дяволска машина (която трябва да е независима от намесата на котката): вътре в брояча на Гайгер има малко количество радиоактивен материал, толкова малък, че само един атом може да се разпадне в час, но със същата вероятност може да не се разпадне; ако това се случи, четящата тръба се разрежда и се задейства реле, спускащо чука, което разбива конуса на циановодородната киселина.

Ако оставим цялата тази система сама за един час, тогава можем да кажем, че котката ще бъде жива след това време, стига атомът да не се разпадне. Първият разпад на атом би отровил котката. Пси-функцията на системата като цяло ще изрази това чрез смесване в себе си или размазване на живата и мъртвата котка (простете за израза) в равни пропорции. Типично в такива случаи е, че несигурността, първоначално ограничена до атомния свят, се трансформира в макроскопска несигурност, която може да бъде елиминирана чрез директно наблюдение. Това ни пречи наивно да приемем „модела на размазването“ като отразяващ реалността. Само по себе си това не означава нищо неясно или противоречиво. Има разлика между размита снимка или снимка извън фокус и снимка в облак или мъгла.

С други думи:

1. Има кутия и котка. Кутията съдържа механизъм, съдържащ радиоактивно атомно ядро ​​и контейнер с отровен газ. Експерименталните параметри са избрани така, че вероятността от ядрен разпад за 1 час да е 50%. Ако сърцевината се разпадне, газовият контейнер се отваря и котката умира. Ако ядрото не се разпадне, котката остава жива и здрава.
2. Затваряме котката в кутия, чакаме един час и се питаме: котката жива ли е или мъртва?
3. Квантовата механика сякаш ни казва, че атомното ядро ​​(и следователно котката) е във всички възможни състояния по едно и също време (вижте квантовата суперпозиция). Преди да отворим кутията, системата cat-core е в състояние „ядрото се е разложило, котката е мъртва“ с вероятност 50% и в състояние „ядрото не се е разпаднало, котката е жива“ с вероятност от 50%. Оказва се, че котката, която седи в кутията, е едновременно жива и мъртва.
4. Според съвременната Копенхагенска интерпретация котката е все още жива/мъртва без никакви междинни състояния. И изборът на състоянието на разпад на ядрото се случва не в момента на отваряне на кутията, а дори когато ядрото влезе в детектора. Защото редукцията на вълновата функция на системата "котка-детектор-ядро" не е свързана с човешкия наблюдател на кутията, а е свързана с детектор-наблюдател на ядрото.

Според квантовата механика, ако ядрото на атома не се наблюдава, тогава неговото състояние се описва със смес от две състояния - разложено ядро ​​и неразложено ядро, следователно котка, седяща в кутия и олицетворяваща ядрото на атом е едновременно жив и мъртъв. Ако кутията се отвори, тогава експериментаторът може да види само едно конкретно състояние – „ядрото се е разпаднало, котката е мъртва“ или „ядрото не се е разпаднало, котката е жива“.

Същността на човешкия език

Експериментът на Шрьодингер показа, че от гледна точка на квантовата механика котката е едновременно жива и мъртва, което не може да бъде. Следователно квантовата механика има значителни недостатъци.

Въпросът е следният: кога една система престава да съществува като смес от две състояния и избира едно конкретно? Целта на експеримента е да покаже, че квантовата механика е непълна без някои правила, които определят при какви условия вълновата функция се срива и котката или умира, или остава жива, но престава да бъде смес от двете. Тъй като е ясно, че котката непременно трябва да е жива или мъртва (няма междинно състояние между живота и смъртта), това ще бъде същото и за атомното ядро. То задължително трябва да бъде или разбито, или да не е разбито (Уикипедия).

Друга най-нова интерпретация на мисловния експеримент на Шрьодингер е историята на Шелдън Купър от теорията за големия взрив, който разговаря с по-малко образования съсед на Пени. Смисълът на историята на Шелдън е, че концепцията за котката на Шрьодингер може да се приложи към отношенията между хората. За да разберете какво се случва между мъж и жена, какви отношения между тях: добри или лоши, просто трябва да отворите кутията. Дотогава отношенията са както добри, така и лоши.

По-долу е даден видеоклип на този диалог на теорията за Големия взрив между Шелдън и Пени.

Илюстрацията на Шрьодингер е най-добрият пример за описване на основния парадокс на квантовата физика: според нейните закони частици като електрони, фотони и дори атоми съществуват в две състояния едновременно („живи“ и „мъртви“, ако си спомняте многострадалната котка). Тези състояния се наричат ​​суперпозиции.

Американският физик Арт Хобсън (Art Hobson) от Университета на Арканзас (Arkansas State University) предложи своето решение на този парадокс.

„Измерванията в квантовата физика се основават на работата на определени макроскопични устройства, като брояча на Гайгер, които определят квантовото състояние на микроскопичните системи – атоми, фотони и електрони. Квантовата теория предполага, че ако свържете микроскопична система (частица) към някакво макроскопично устройство, което прави разлика между две различни състояния на системата, тогава устройството (броячът на Гайгер, например) ще премине в състояние на квантово заплитане и също ще бъде едновременно в две суперпозиции. Невъзможно е обаче да се наблюдава директно това явление, което го прави неприемливо“, казва физикът.

Хобсън казва, че в парадокса на Шрьодингер котката играе ролята на макроскопско устройство, брояч на Гайгер, свързан с радиоактивно ядро, за да определи състоянието на разпад или „неразпад“ на това ядро. В този случай жива котка ще бъде индикатор за "неразпад", а мъртва котка ще бъде индикатор за разпад. Но според квантовата теория котката, подобно на ядрото, трябва да бъде в две суперпозиции на живот и смърт.

Вместо това, според физика, квантовото състояние на котката трябва да бъде заплетено със състоянието на атома, което означава, че те са в "нелокална връзка" един с друг. Тоест, ако състоянието на един от заплетените обекти внезапно се промени на обратното, тогава състоянието на неговата двойка също ще се промени по същия начин, независимо колко далеч са те. В същото време Хобсън се позовава на експерименталното потвърждение на тази квантова теория.

„Най-интересното в теорията на квантовото заплитане е, че промяната в състоянието и на двете частици настъпва моментално: нито един светлинен или електромагнитен сигнал няма да има време да прехвърли информация от една система в друга. Така че можете да кажете, че това е един обект, разделен на две части от пространство, без значение колко голямо е разстоянието между тях“, обяснява Хобсън.

Котката на Шрьодингер вече не е жива и мъртва едновременно. Той е мъртъв, ако разпадът се случи, и жив, ако разпадът никога не се случи.

Добавяме, че подобни решения на този парадокс бяха предложени от още три групи учени през последните тридесет години, но те не бяха взети сериозно и останаха незабелязани в широката научна общност. Хобсън отбелязва, че решението на парадоксите на квантовата механика, поне теоретично, е абсолютно необходимо за нейното дълбоко разбиране.

Шрьодингер

И то съвсем наскоро Теоретиците ОБЯСНЯВАТ КАК ГРАВИТАЦИЯТА УБИВА КОТКАТА НА ШРОДИНГЕРно става все по-трудно...

По правило физиците обясняват явлението, че суперпозицията е възможна в света на частиците, но невъзможна при котки или други макрообекти, намеса от околната среда. Когато квантов обект преминава през поле или взаимодейства със случайни частици, той веднага приема само едно състояние – сякаш е измерен. Ето как се срива суперпозицията, както смятаха учените.

Но дори ако по някакъв начин стане възможно да се изолира макрообектът, който е в състояние на суперпозиция, от взаимодействия с други частици и полета, тогава той все пак рано или късно ще приеме едно състояние. Поне това важи за процесите, протичащи на повърхността на Земята.

„Някъде в междузвездното пространство може би котка ще има шанс да поддържа квантова кохерентност, но на Земята или близо до която и да е планета това е изключително малко вероятно. И причината за това е гравитацията “, обяснява водещият автор на новото изследване Игор Пиковски от Центъра по астрофизика Харвард-Смитсониън.

Пиковски и колегите му от Виенския университет твърдят, че гравитацията има разрушителен ефект върху квантовите суперпозиции на макрообекти и затова ние не наблюдаваме подобни явления в макрокосмоса. Основната концепция на новата хипотеза, между другото, е очертана накратко в игралния филм Interstellar.

Общата теория на относителността на Айнщайн гласи, че изключително масивен обект ще изкриви пространство-времето близо до него. Като се има предвид ситуацията на по-малко ниво, можем да кажем, че за молекула, поставена близо до повърхността на Земята, времето ще тече малко по-бавно, отколкото за молекула, която е в орбитата на нашата планета.

Поради влиянието на гравитацията върху пространство-времето, молекула, която попада под това влияние, ще претърпи отклонение в позицията си. А това от своя страна би трябвало да се отрази и на нейната вътрешна енергия - вибрации на частици в една молекула, които се променят с времето. Ако една молекула бъде въведена в състояние на квантова суперпозиция на две места, тогава връзката между позицията и вътрешната енергия скоро ще принуди молекулата да „избере“ само една от двете позиции в пространството.

„В повечето случаи феноменът на декохерентност е свързан с външно влияние, но в този случай вътрешната вибрация на частиците взаимодейства с движението на самата молекула“, обяснява Пиковски.

Този ефект все още не е наблюдаван, тъй като други източници на декохерентност, като магнитни полета, топлинна радиация и вибрации, обикновено са много по-силни и причиняват разрушаване на квантовите системи много преди гравитацията. Но експериментаторите се стремят да проверят изложената хипотеза.

Подобна настройка може да се използва и за тестване на способността на гравитацията да разрушава квантовите системи. За да направите това, ще е необходимо да се сравнят вертикалните и хоризонталните интерферометри: в първия суперпозицията скоро ще изчезне поради разширяването на времето при различни "височини" на пътя, докато във втория квантовата суперпозиция може да се запази .

Най-известният парадокс на квантовата механика е свързан с името на австрийския физик Ервин Шрьодингер.

Това е мисловен експеримент, извършен върху въображаема котка, поставена в затворена кутия. Кутията съдържа контейнер с отровен газ, който се отваря и убива котката след разпадането на радиоактивното ядро. Вероятността ядрото да се разпадне в рамките на 1 час е 1/2.

Квантовата механика твърди, че ако ядрото не се наблюдава, тогава неговото състояние е смес от два възможни резултата. Тоест котката, която седи в кутията, е едновременно жива и мъртва, докато експериментаторът не отвори кутията и не види какво наистина се е случило.

Има сложна версия на експеримента, предложена от Wigner. Ако експериментаторът отвори кутията и види жива котка, котката се разпознава като жива в лабораторията. Но да предположим, че експериментаторът има приятел извън лабораторията. Той разпознава котката като жива само когато експериментаторът го информира за това. Но всички останали приятели все още не са разпознали котката като жива, докато не им съобщиха резултата. Тоест до докато всички хора във Вселената знаят хода на експеримента, котката остава жива и мъртва едновременно.

Появиха се две основни интерпретации на квантовата механика, които обясняват експеримента на Шрьодингер по различни начини.

В интерпретацията на Копенхагенсистемата избира едно от двете възможни състояния в момента, в който се извършва наблюдението.

Експериментът с котката показва, че естеството на самото наблюдение не е достатъчно дефинирано: възниква ли в момента на отваряне на кутията или в момента на разпадането на частицата? Във всеки случай, преди да отвори кутията, котката изобщо не е в състояние на смесване на живи и мъртви, защото законите на микросвета не важат за макроскопичните обекти.

Привърженици на тълкуването на много световене смятайте процеса на измерване за нещо специално: предполага се, че съществуват и двете състояния на котката. Но в момента, когато наблюдателят отвори кутията, възникват две състояния на наблюдателя, които не взаимодействат по никакъв начин. Тоест Вселената се разделя на две други вселени, в едната от които наблюдателят вижда мъртва котка, а в другата – жива.

Това тълкуване изглежда фантастично, въпреки че много учени признават правото му да съществува наравно с Копенхагенското.

Теорията за много светове послужи като вдъхновение за създателите на филми The Prestige (2006), Source Code (2011) и в същото време някои от идеите на квантовата криптография се основават на нея.

Котката на Шрьодингер е известен мисловен експеримент. Поставен е от известния Нобелов лауреат по физика - австрийският учен Ервин Рудолф Йозеф Александър Шрьодингер.

Същността на експеримента беше следната. Котка беше поставена в затворена камера (кутия). Кутията е оборудвана с механизъм, който съдържа радиоактивно ядро ​​и отровен газ. Параметрите са избрани така, че вероятността за ядрен разпад за един час да е точно петдесет процента. Ако сърцевината се разпадне, механизмът ще влезе в действие и ще се отвори контейнер с отровен газ. Следователно котката на Шрьодингер ще умре.

Според законите, ако не спазвате ядрото, тогава неговите състояния ще бъдат описани според две основни състояния - ядрото на разложеното и неразпадналото се. И тук възниква парадоксът: котката на Шрьодингер, която седи в кутия, може да бъде и мъртва, и жива едновременно. Но ако кутията се отвори, експериментаторът ще види само едно конкретно състояние. Или „ядрото се е разпаднало и котката е мъртва“, или „ядрото не се е разпаднало и котката на Шрьодингер е жива“.

Логично ще имаме един от двата изхода: или жива котка, или мъртва. Но в потенциала животното е и в двете състояния едновременно. Така Шрьодингер се опита да докаже мнението си за ограниченията на квантовата механика.

Според Копенхагенската интерпретация и по-специално този експеримент, котка в една от потенциалните си фази (мъртво-жива) придобива тези свойства само след като външен наблюдател се намеси в процеса. Но докато този наблюдател не присъства (това предполага присъствието на конкретен човек, който притежава достойнствата на яснотата на зрението и съзнанието), котката ще бъде в лимбо „между живота и смъртта“.

Известната древна притча за разхождаща се котка сама придобива нови, интересни нюанси в контекста на този експеримент.

Според Еверет, който се различава значително от класическия Копенхаген, процесът на наблюдение не се счита за нещо особено. И двете заявления, че котката на Шрьодингер може да бъде в, може да съществува в тази интерпретация. Но те се декохерират един с друг. Това означава, че единството на тези състояния ще бъде нарушено именно в резултат на взаимодействието с външния свят. Наблюдателят е този, който отваря кутията и внася раздор в състоянието на котката.

Има мнение, че решаващата дума по този въпрос трябва да се остави на такова същество като котката на Шрьодингер. Смисълът на това мнение е приемането на факта, че в целия даден експеримент животното е единственият абсолютно компетентен наблюдател. Например учените Макс Тегмарк, Бруно Маршал и Ханс Моравен представиха модификация на горния експеримент, където основната гледна точка е мнението на котката. В този случай котката на Шрьодингер несъмнено оцелява, защото само оцелелата котка може да наблюдава резултатите. Но ученият Надав Кац публикува резултатите си, в които успя да „върне“ състоянието на частицата обратно, след като промени състоянието й. Така шансовете за оцеляване на котката се увеличават значително.

Наскоро публикувана в известния научен портал "ПостНаука" авторска статия на Емил Ахмедов за причините за известния парадокс, както и какво не е той.

Физикът Емил Ахмедов за вероятностна интерпретация, затворени квантови системи и формулиране на парадокса.

Според мен най-трудната част от квантовата механика, както психологически, така и философски, и в много други отношения, е нейната вероятностна интерпретация. Много хора спорят с вероятностната интерпретация. Например, Айнщайн, заедно с Подолски и Розен, измислиха парадокс, който опровергава вероятностната интерпретация.

В допълнение към тях Шрьодингер спори и с вероятностната интерпретация на квантовата механика. Като логично противоречие в вероятностната интерпретация на квантовата механика, Шрьодингер излезе с така наречения парадокс на котката на Шрьодингер. Може да се формулира по различни начини, например: да кажем, че имате кутия, в която седи котка и към тази кутия е свързан цилиндър със смъртоносен газ. Към превключвателя на този цилиндър, който допуска или не пропуска смъртоносния газ, е свързано някакво устройство, което работи по следния начин: има поляризиращо стъкло и ако преминава фотон с необходимата поляризация, тогава цилиндърът се включва, газът тече към котката; ако фотонът не е с правилна поляризация, тогава балонът не се включва, ключът не се включва, балонът не пропуска газ в котката.

Да предположим, че фотонът е кръгово поляризиран и устройството реагира на линейна поляризация. Може да не е ясно, но не е много важно. С известна вероятност фотонът ще бъде поляризиран по един начин, с известна вероятност - по друг. Шрьодингер каза: оказва се такава ситуация, че в един момент, докато не отворим капака и видим дали котката е мъртва или жива (и системата е затворена), котката ще бъде жива с известна вероятност и ще бъде мъртва с известна вероятност. Може би небрежно формулирам парадокс, но резултатът е странна ситуация, че котката не е нито жива, нито мъртва. Така е формулиран парадоксът.

Според мен този парадокс има съвършено ясно и точно обяснение. Може би това е моята лична гледна точка, но ще се опитам да обясня. Основното свойство на квантовата механика е следното: ако описвате затворена система, тогава квантовата механика не е нищо друго освен вълновата механика, механиката на вълните. Това означава, че се описва с диференциални уравнения, чиито решения са вълни. Където има вълни и диференциални уравнения, има матрици и т.н. Това са две еквивалентни описания: матрично описание и вълново описание. Описанието на матрицата принадлежи на Хайзенберг, описанието на вълната принадлежи на Шрьодингер, но те описват същата ситуация.

Важното е, че докато системата е затворена, тя се описва с вълново уравнение, а това, което се случва с тази вълна, се описва с някакво вълново уравнение. Цялата вероятностна интерпретация на квантовата механика възниква след отварянето на системата - тя е засегната отвън от някакъв голям класически, тоест неквантов обект. В момента на удара той престава да се описва с това вълново уравнение. Има така наречената редукция на вълновата функция и вероятностна интерпретация. До момента на отваряне системата се развива в съответствие с вълновото уравнение.

Сега трябва да направим няколко забележки за това как една голяма класическа система се различава от малка квантова. Най-общо казано, голяма класическа система може да бъде описана с помощта на вълновото уравнение, въпреки че това описание обикновено е трудно да се предостави и в действителност е напълно ненужно. Тези системи се различават математически в действие. Така нареченият обект съществува в квантовата механика, в теорията на полето. За класическа голяма система действието е огромно, но за квантово малка система действието е малко. Освен това градиентът на това действие - скоростта на промяна на това действие във времето и пространството - е огромен за голяма класическа система и малък за малка квантова. Това е основната разлика между двете системи. Поради факта, че действието е много голямо за класическа система, е по-удобно да се опише не с някакви вълнови уравнения, а просто с класически закони като закона на Нютон и т.н. Например, поради тази причина Луната не се върти около Земята като електрон около ядрото на атома, а по определена, ясно определена орбита, по класическа орбитална траектория. Докато електронът, като малка квантова система, вътре в атома около ядрото се движи като стояща вълна, движението му се описва със стояща вълна и това е разликата между двете ситуации.

Измерването в квантовата механика е, когато въздействате на малка квантова система с голяма класическа система. След това настъпва намаляването на вълновата функция. Според мен присъствието на балон или котка в парадокса на Шрьодингер е същото като наличието на голяма класическа система, която измерва поляризацията на фотона. Съответно измерването става не в момента, когато отворим капака на кутията и видим дали котката е жива или мъртва, а в момента, когато фотонът взаимодейства с поляризационното стъкло. Така в този момент фотонната вълнова функция е намалена, балонът е в напълно определено състояние: или се отваря, или не се отваря, и котката умира или не умира. Всичко. Няма "вероятностни котки", че той е жив с някаква вероятност, мъртъв с известна вероятност. Когато казах, че има много различни формулировки на парадокса на котката на Шрьодингер, аз само казах, че има много различни начини да се измисли устройство, което убива или поддържа котката жива. Всъщност формулировката на парадокса не се променя.

Чувал съм за други опити за обяснение на този парадокс от гледна точка на множество светове и т.н. Според мен всички тези обяснения не издържат на проверка. Това, което обясних по време на това видео с думи, може да бъде представено в математическа форма и верността на това твърдение може да бъде проверена. Още веднъж подчертавам, че според мен измерването и намаляването на вълновата функция на малка квантова система става в момента на взаимодействие с голяма класическа система. Такава голяма класическа система е котка с устройство, което го убива, а не човек, който отваря кутия с котка и вижда дали котката е жива или не. Тоест измерването става в момента на взаимодействие на тази система с квантова частица, а не в момента на проверка на котката. Такива парадокси според мен намират обяснения от прилагането на теориите и здравия разум.

Същността на експеримента

Оригиналната статия на Шрьодингер описва експеримента по следния начин:

Можете също така да конструирате случаи, в които бурлеската е достатъчна. Определена котка е заключена в стоманена камера, заедно със следната адска машина (която трябва да бъде защитена от директната намеса на котка): вътре в брояча на Гайгер има малко количество радиоактивен материал, толкова малък, че само един атом може да се разпадне за час, но със същата вероятност може и да не се разпадне; ако това се случи, четящата тръба се разрежда и се задейства реле, спускащо чука, което разбива конуса на циановодородната киселина. Ако оставим цялата тази система сама за един час, тогава можем да кажем, че котката ще бъде жива след това време, стига атомът да не се разпадне. Първият разпад на атом би отровил котката. Пси-функцията на системата като цяло ще изрази това чрез смесване в себе си или размазване на живата и мъртвата котка (простете за израза) в равни пропорции. Типично в такива случаи е, че несигурността, първоначално ограничена до атомния свят, се трансформира в макроскопска несигурност, която може да бъде елиминирана чрез директно наблюдение. Това ни пречи наивно да приемем „модела на размазването“ като отразяващ реалността. Само по себе си това не означава нищо неясно или противоречиво. Има разлика между размита снимка или снимка извън фокус и снимка в облак или мъгла. Според квантовата механика, ако ядрото не се наблюдава, тогава неговото състояние се описва чрез суперпозиция (смесване) на две състояния - разложено ядро ​​и неразложено ядро, следователно котката, която седи в кутията, е едновременно жива и мъртва в същото време. Ако кутията се отвори, тогава експериментаторът може да види само едно конкретно състояние – „ядрото се е разпаднало, котката е мъртва“ или „ядрото не се е разпаднало, котката е жива“. Въпросът е следният: кога една система престава да съществува като смес от две състояния и избира едно конкретно? Целта на експеримента е да покаже, че квантовата механика е непълна без някои правила, които определят при какви условия вълновата функция се срива и котката или умира, или остава жива, но престава да бъде смес от двете.

Тъй като е ясно, че котката непременно трябва да е или жива, или мъртва (няма състояние, което да съчетава живот и смърт), това ще бъде същото и за атомното ядро. Тя задължително трябва да бъде или разложена, или неразложена.

Оригиналната статия се появява през 1935 г. Целта на статията беше да се обсъди парадокса на Айнщайн-Подолски-Розен (EPR), публикуван от Айнщайн, Подолски и Розен по-рано същата година.