Schrödinger macskája egyszerű szavakkal a kísérlet lényege. Schrödinger macskájáról egyszerű szavakkal

Bizonyára többször hallotta már, hogy létezik olyan jelenség, mint a "Schrödinger macskája". De ha nem fizikus, akkor valószínűleg csak távolról képzeli el, hogy milyen macska ez, és miért van rá szükség.
"Schrödinger macskája" a híres osztrák elméleti fizikus, Erwin Schrödinger híres gondolatkísérletének a neve, aki szintén Nobel-díjas. Ezzel a fiktív kísérlettel a tudós meg akarta mutatni a kvantummechanika hiányosságát a szubatomi rendszerekről a makroszkopikus rendszerekre való átmenet során.
Ebben a cikkben megpróbáljuk egyszerű szavakkal elmagyarázni Schrödinger macska- és kvantummechanikáról szóló elméletének lényegét, hogy az olyan személy számára is elérhető legyen, aki nem rendelkezik felsőfokú műszaki végzettséggel. A cikk a kísérlet különféle értelmezéseit is bemutatja, beleértve a Big Bang Theory sorozatból származókat is.
Tartalom:
1. A kísérlet leírása
2. Magyarázat egyszerű kifejezésekkel
3. Videó a The Big Bang Theory-ból
4. Vélemények és megjegyzések
A kísérlet leírása
Erwin Schrödinger eredeti cikke 1935-ben jelent meg. Ebben a kísérletet az összehasonlítás vagy akár megszemélyesítés technikájával írták le:

Olyan eseteket is konstruálhatsz, amelyekben elég a burleszk. Zárjanak be egy macskát egy acélkamrába, a következő ördögi géppel együtt (amelynek függetlennek kell lennie a macska beavatkozásától): a Geiger-számláló belsejében egy kis mennyiségű radioaktív anyag található, olyan kicsi, hogy csak egy atom bomlik le. egy óra, de ugyanekkor a valószínűség nem eshet szét; ha ez megtörténik, a leolvasócső lemerül, és egy relé aktiválódik, leengedve a kalapácsot, ami eltöri a hidrogén-cianid kúpját.
Ha egy órára magára hagyjuk ezt az egész rendszert, akkor azt mondhatjuk, hogy a macska élni fog ennyi idő után, amíg az atom nem bomlik le. Egy atom első bomlása megmérgezte volna a macskát. A rendszer egészének pszi-funkciója ezt úgy fogja kifejezni, hogy önmagában összekeveri vagy az élő és döglött macskát egyenlő arányban keni be (bocsáss meg a kifejezésért). Ilyen esetekben jellemző, hogy az eredetileg az atomi világra korlátozódó bizonytalanság makroszkopikus bizonytalansággá alakul, amely közvetlen megfigyeléssel kiküszöbölhető. Ez megakadályozza, hogy naivan elfogadjuk a „homályos modellt”, mint a valóságot. Ez önmagában nem jelent semmi tisztázatlant vagy ellentmondást. Különbség van a homályos vagy életlen fénykép és a felhős vagy ködös felvétel között.
________________________________________
Más szavakkal:
1. Van egy doboz és egy macska. A doboz egy radioaktív atommagot és egy mérgező gázt tartalmazó tartályt tartalmaz. A kísérleti paramétereket úgy választjuk meg, hogy a magbomlás valószínűsége 1 óra alatt 50%. Ha a mag szétesik, a gáztartály kinyílik, és a macska meghal. Ha a mag szétesése nem következik be, a macska életben marad és jól van.
2. Bezárjuk a macskát egy dobozba, várunk egy órát, és megkérdezzük magunktól: él vagy halt a macska?
3. A kvantummechanika azt mondja nekünk, hogy az atommag (és így a macska) egyidejűleg minden lehetséges állapotban van (lásd kvantum-szuperpozíció). Mielőtt kinyitottuk volna a dobozt, a "macskamag" rendszer 50%-os valószínűséggel "a mag elpusztult, a macska meghalt" és "a mag nem bomlott el, a macska él" állapotban van. 50%-os valószínűséggel. Kiderül, hogy a dobozban ülő macska egyszerre él és hal.
4. A modern koppenhágai értelmezés szerint a macska még mindig él/hal, köztes állapotok nélkül. És az atommag bomlási állapotának kiválasztása nem a doboz kinyitásának pillanatában történik, hanem akkor is, amikor a mag belép a detektorba. Mert a "macska-detektor-mag" rendszer hullámfüggvényének redukciója nem a doboz emberi megfigyelőjéhez, hanem a mag detektor-megfigyelőjéhez kapcsolódik.

Magyarázat egyszerű szavakkal
A kvantummechanika szerint, ha egy atom magját nem figyeljük meg, akkor annak állapotát két állapot keveréke írja le - egy bomlott mag és egy el nem bomlott mag, tehát egy macska, aki egy dobozban ül és megszemélyesíti az atom magját. egyszerre él és hal. Ha a dobozt kinyitják, akkor a kísérletező csak egy meghatározott állapotot láthat - "a mag szétesett, a macska meghalt" vagy "a mag nem bomlott fel, a macska él".
Az emberi nyelv lényege: Schrödinger kísérlete kimutatta, hogy a kvantummechanika szempontjából a macska egyszerre él és hal, ami nem lehet. Következésképpen a kvantummechanikának jelentős hibái vannak.
A kérdés a következő: mikor szűnik meg egy rendszer két állapot keverékeként, és választ egy konkrétat? A kísérlet célja annak bemutatása, hogy a kvantummechanika nem teljes bizonyos szabályok nélkül, amelyek meghatározzák, hogy a hullámfüggvény milyen körülmények között omlik össze, és a macska vagy meghal, vagy életben marad, de megszűnik a kettő keveréke lenni. Mivel egyértelmű, hogy a macskának szükségszerűen élőnek vagy halottnak kell lennie (nincs köztes állapot élet és halál között), ez az atommag esetében is így lesz. Feltétlenül fel kell törni, vagy fel nem szakítani (Wikipédia).
Videó a The Big Bang Theory-ból
Schrödinger gondolatkísérletének egy másik legújabb értelmezése Sheldon Cooper, az Ősrobbanás elmélete sorozat hősének története, amelyet a kevésbé iskolázott szomszédos Pennynek beszélt. Sheldon történetének lényege, hogy a Schrödinger macskája fogalma az emberek közötti kapcsolatokra is alkalmazható. Ahhoz, hogy megértsük, mi történik egy férfi és egy nő között, milyen kapcsolat van közöttük: jó vagy rossz, csak ki kell nyitni a dobozt. Addig a kapcsolatok jók és rosszak is.
Az alábbiakban egy videoklip a Big Bang Theory párbeszédéből Sheldon és Peny között.
Életben volt még a macska a kísérlet eredményeként?
Azoknak, akik figyelmetlenül olvassák a cikket, de mégis aggódnak a macskáért - jó hír: adataink szerint ne aggódjanak, egy őrült osztrák fizikus gondolatkísérletének eredményeként
EGY MACSKA NEM SÉRÜLT

Szégyenszemre szeretném bevallani, hogy hallottam ezt a kifejezést, de egyáltalán nem tudtam, mit jelent, és legalábbis milyen témában használták. Hadd mondjam el, mit olvastam az interneten erről a macskáról...

« Shroedinger macskája» - így hívja a híres osztrák elméleti fizikus, Erwin Schrödinger híres gondolatkísérletét, aki szintén Nobel-díjas. Ezzel a fiktív kísérlettel a tudós meg akarta mutatni a kvantummechanika hiányosságát a szubatomi rendszerekről a makroszkopikus rendszerekre való átmenet során.

Erwin Schrödinger eredeti cikke 1935-ben jelent meg. Íme az idézet:

Olyan eseteket is konstruálhatsz, amelyekben elég a burleszk. Zárjanak be egy macskát egy acélkamrába, a következő ördögi géppel együtt (amelynek függetlennek kell lennie a macska beavatkozásától): a Geiger-számláló belsejében egy kis mennyiségű radioaktív anyag található, olyan kicsi, hogy csak egy atom bomlik le. egy óra, de ugyanekkor a valószínűség nem eshet szét; ha ez megtörténik, a leolvasócső lemerül, és egy relé aktiválódik, leengedve a kalapácsot, ami eltöri a hidrogén-cianid kúpját.

Ha egy órára magára hagyjuk ezt az egész rendszert, akkor azt mondhatjuk, hogy a macska élni fog ennyi idő után, amíg az atom nem bomlik le. Egy atom első bomlása megmérgezte volna a macskát. A rendszer egészének pszi-funkciója ezt úgy fogja kifejezni, hogy önmagában összekeveri vagy az élő és döglött macskát egyenlő arányban keni be (bocsáss meg a kifejezésért). Ilyen esetekben jellemző, hogy az eredetileg az atomi világra korlátozódó bizonytalanság makroszkopikus bizonytalansággá alakul, amely közvetlen megfigyeléssel kiküszöbölhető. Ez megakadályozza, hogy naivan elfogadjuk a „homályos modellt”, mint a valóságot. Ez önmagában nem jelent semmi tisztázatlant vagy ellentmondást. Különbség van a homályos vagy életlen fénykép és a felhős vagy ködös felvétel között.

Más szavakkal:

1. Van egy doboz és egy macska. A doboz egy radioaktív atommagot és egy mérgező gázt tartalmazó tartályt tartalmaz. A kísérleti paramétereket úgy választjuk meg, hogy a magbomlás valószínűsége 1 óra alatt 50%. Ha a mag szétesik, a gáztartály kinyílik, és a macska meghal. Ha a mag nem bomlik le, a macska életben marad és jól van.
2. Bezárjuk a macskát egy dobozba, várunk egy órát, és megkérdezzük magunktól: él vagy halt a macska?
3. A kvantummechanika mintegy azt mondja nekünk, hogy az atommag (és így a macska) egyidejűleg minden lehetséges állapotban van (lásd kvantum-szuperpozíció). Mielőtt kinyitottuk volna a dobozt, a macskamag rendszer 50%-os valószínűséggel „a mag elpusztult, a macska meghalt” állapotban van, és „a mag nem bomlott el, a macska él” állapotban van. 50%-os valószínűséggel. Kiderül, hogy a dobozban ülő macska egyszerre él és hal.
4. A modern koppenhágai értelmezés szerint a macska még mindig él / halott köztes állapotok nélkül. És az atommag bomlási állapotának kiválasztása nem a doboz kinyitásának pillanatában történik, hanem akkor is, amikor a mag belép a detektorba. Mert a "macska-detektor-mag" rendszer hullámfüggvényének redukciója nem a doboz emberi megfigyelőjéhez, hanem a mag detektor-megfigyelőjéhez kapcsolódik.

A kvantummechanika szerint, ha egy atom magját nem figyeljük meg, akkor annak állapotát két állapot keveréke írja le - egy bomlott mag és egy el nem bomlott mag, tehát egy macska, aki egy dobozban ül és megszemélyesíti az atommagot egyszerre él és hal. Ha a dobozt kinyitják, akkor a kísérletező csak egy meghatározott állapotot láthat - "a mag elpusztult, a macska meghalt" vagy "a mag nem bomlott, a macska él".

Az emberi nyelv lényege

Schrödinger kísérlete kimutatta, hogy a kvantummechanika szempontjából a macska egyszerre él és hal, ami nem lehet. Következésképpen a kvantummechanikának jelentős hibái vannak.

A kérdés a következő: mikor szűnik meg egy rendszer két állapot keverékeként, és választ egy konkrétat? A kísérlet célja annak bemutatása, hogy a kvantummechanika nem teljes bizonyos szabályok nélkül, amelyek meghatározzák, hogy a hullámfüggvény milyen körülmények között omlik össze, és a macska vagy meghal, vagy életben marad, de megszűnik a kettő keveréke lenni. Mivel egyértelmű, hogy a macskának szükségszerűen élőnek vagy halottnak kell lennie (nincs köztes állapot élet és halál között), ez az atommag esetében is így lesz. Feltétlenül fel kell törni, vagy fel nem szakítani (Wikipédia).

Schrödinger gondolatkísérletének egy másik legújabb értelmezése Sheldon Cooper, az Ősrobbanás elmélete sorozat hősének története, amelyet a kevésbé iskolázott szomszédos Pennynek beszélt. Sheldon történetének lényege, hogy a Schrödinger macskája fogalma az emberek közötti kapcsolatokra is alkalmazható. Ahhoz, hogy megértsük, mi történik egy férfi és egy nő között, milyen kapcsolat van közöttük: jó vagy rossz, csak ki kell nyitni a dobozt. Addig a kapcsolatok jók és rosszak is.

Az alábbiakban egy videoklip a Big Bang Theory párbeszédéből Sheldon és Peny között.

Schrödinger illusztrációja a legjobb példa a kvantumfizika fő paradoxonának leírására: törvényei szerint a részecskék, például az elektronok, fotonok, sőt az atomok egyidejűleg két állapotban léteznek ("élő" és "halott", ha emlékszel). a hosszútűrő macska). Ezeket az állapotokat szuperpozícióknak nevezzük.

Art Hobson (Art Hobson) amerikai fizikus, az Arkansas Egyetemről (Arkansas State University) kínált megoldást erre a paradoxonra.

„A kvantumfizikai mérések bizonyos makroszkopikus eszközök, például a Geiger-számláló működésén alapulnak, amelyek meghatározzák a mikroszkopikus rendszerek – atomok, fotonok és elektronok – kvantumállapotát. A kvantumelmélet azt jelenti, hogy ha egy mikroszkopikus rendszert (részecskét) csatlakoztatunk valamilyen makroszkopikus eszközhöz, amely különbséget tesz a rendszer két különböző állapota között, akkor az eszköz (például a Geiger-számláló) kvantum-összefonódás állapotába kerül, és ezzel egyidejűleg két szuperpozícióban. Ezt a jelenséget azonban nem lehet közvetlenül megfigyelni, ami elfogadhatatlanná teszi” – mondja a fizikus.

Hobson azt mondja, hogy Schrödinger paradoxonában a macska egy makroszkopikus eszköz, egy Geiger-számláló szerepét tölti be, amely egy radioaktív maghoz kapcsolódik, hogy meghatározza ennek az atommagnak a bomlási vagy „nem-bomlási” állapotát. Ebben az esetben az élő macska a „nem bomlás”, a döglött macska pedig a bomlás jelzője. De a kvantumelmélet szerint a macskának, akárcsak a magnak, az élet és a halál két szuperpozíciójában kell lennie.

Ehelyett a fizikus szerint a macska kvantumállapotát kell összefonni az atom állapotával, ami azt jelenti, hogy "nem lokális kapcsolatban" vannak egymással. Vagyis ha az egyik összefonódott objektum állapota hirtelen az ellenkezőjére változik, akkor a párjának állapota is ugyanúgy változik, függetlenül attól, hogy milyen messze vannak egymástól. Ugyanakkor Hobson ennek a kvantumelméletnek a kísérleti megerősítésére hivatkozik.

„A kvantumösszefonódás elméletében az a legérdekesebb, hogy mindkét részecske állapotváltozása azonnal megtörténik: egyetlen fénynek vagy elektromágneses jelnek sem lenne ideje információt átvinni egyik rendszerből a másikba. Tehát azt mondhatjuk, hogy ez egy tárgy, amelyet a tér két részre oszt, függetlenül attól, hogy milyen nagy a távolság közöttük” – magyarázza Hobson.

Schrödinger macskája már nem él és halott egyszerre. Halott, ha a bomlás megtörténik, és él, ha a bomlás soha nem történik meg.

Hozzátesszük, hogy ehhez a paradoxonhoz hasonló megoldásokat javasolt még három tudóscsoport az elmúlt harminc évben, de ezeket nem vették komolyan, és széles tudományos körökben észrevétlen maradtak. Hobson megjegyzi, hogy a kvantummechanika paradoxonainak – legalábbis elméleti – megoldása feltétlenül szükséges annak mély megértéséhez.

Schrödinger

És mostanában AZ ELMÉLETEK KIFEJEZÉSE, HOGY GYÖLJI MEG SCHROEDINGER MACSKÁJÁT A GRAVITÁCIÓ de egyre nehezebb...

A fizikusok általában úgy magyarázzák a jelenséget, hogy a szuperpozíció lehetséges a részecskék világában, de lehetetlen macskákkal vagy más makroobjektumokkal, a környezet interferenciájával. Amikor egy kvantumobjektum áthalad egy mezőn, vagy véletlenszerű részecskékkel lép kölcsönhatásba, azonnal csak egy állapotot vesz fel – mintha megmérnék. Így omlik össze a szuperpozíció, ahogy a tudósok hitték.

De még ha valamilyen módon el is lehetne szigetelni a szuperpozícióban lévő makroobjektumot más részecskékkel és mezőkkel való kölcsönhatásoktól, akkor is előbb-utóbb egyetlen állapotba kerülne. Legalábbis ez igaz a Föld felszínén zajló folyamatokra.

„Valahol a csillagközi térben talán egy macskának lenne esélye a kvantumkoherencia fenntartására, de a Földön vagy bármely bolygó közelében ez rendkívül valószínűtlen. Ennek pedig a gravitáció az oka” – magyarázza az új tanulmány vezető szerzője, Igor Pikovski, a Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics munkatársa.

Pikovsky és munkatársai a Bécsi Egyetemről azzal érvelnek, hogy a gravitáció romboló hatással van a makroobjektumok kvantum-szuperpozícióira, ezért nem figyelünk meg ilyen jelenségeket a makrokozmoszban. Az új hipotézis alapkoncepcióját egyébként az Interstellar című játékfilm vázolja röviden.

Einstein általános relativitáselmélete kijelenti, hogy egy rendkívül nagy tömegű objektum meghajtja a téridőt a közelében. Kisebb szinten tekintve a helyzetet, azt mondhatjuk, hogy a Föld felszíne közelében elhelyezett molekulánál az idő valamivel lassabban telik, mint a bolygónk pályáján lévő molekulánál.

A gravitáció téridőre gyakorolt ​​hatása miatt egy molekula, amely e hatás alá esik, helyzetében eltérést tapasztal. És ennek viszont ki kell hatnia a belső energiájára is - a molekulában lévő részecskék rezgéseire, amelyek idővel változnak. Ha egy molekulát két hely kvantum-szuperpozíciójának állapotába vezetnek, akkor a helyzet és a belső energia közötti kapcsolat hamarosan arra kényszerítené a molekulát, hogy a térben lévő két pozíció közül csak az egyiket "válasszon".

"A legtöbb esetben a dekoherencia jelensége külső hatáshoz kapcsolódik, de ebben az esetben a részecskék belső rezgése kölcsönhatásba lép magának a molekulának a mozgásával" - magyarázza Pikovsky.

Ezt a hatást még nem figyelték meg, mivel a dekoherencia egyéb forrásai, mint például a mágneses mezők, a hősugárzás és a rezgések, általában sokkal erősebbek, és jóval a gravitáció előtt okozzák a kvantumrendszerek pusztulását. A kísérletezők azonban megpróbálják tesztelni a felállított hipotézist.

Hasonló elrendezés használható a gravitáció kvantumrendszerek elpusztítására való képességének tesztelésére is. Ehhez össze kell hasonlítani a függőleges és a vízszintes interferométert: az elsőben a szuperpozíció az idő dilatációja miatt hamarosan eltűnik az út különböző "magasságain", míg a másodikban a kvantum-szuperpozíció fennmaradhat. .

A kvantummechanika leghíresebb paradoxona Erwin Schrödinger osztrák fizikus nevéhez fűződik.

Ez egy gondolatkísérlet, amelyet egy zárt dobozba helyezett képzeletbeli macskán hajtanak végre. A doboz mérgező gázt tartalmaz, amely kinyílik és megöli a macskát, miután a radioaktív mag elbomlik. Annak a valószínűsége, hogy a mag 1 órán belül elbomlik, 1/2.

A kvantummechanika azt állítja, hogy ha az atommagot nem figyeljük meg, akkor annak állapota két lehetséges kimenetel keveréke. Vagyis a dobozban ülő macska egyszerre él és halott, egészen addig, amíg a kísérletvezető fel nem nyitja a dobozt, és meg nem látja, hogy mi is történt valójában.

A Wigner által javasolt kísérletnek létezik egy bonyolult változata. Ha a kísérletvezető kinyitja a dobozt, és egy élő macskát lát, a macskát a laboratórium élőként ismeri fel. De tegyük fel, hogy a kísérletezőnek van egy barátja a laboratóriumon kívül. Csak akkor ismeri fel a macskát élőnek, ha a kísérletvezető tájékoztatja róla. De a többi barát még nem ismerte fel a macskát élőnek, amíg nem közölték velük az eredményt. Vagyis addig amíg az univerzum minden embere meg nem ismeri a kísérlet menetét, a macska egyszerre marad él és hal.

A kvantummechanikának két fő értelmezése jelent meg, amelyek különböző módon magyarázzák a Schrödinger-kísérletet.

A koppenhágai értelmezésben a rendszer a megfigyelés pillanatában két lehetséges állapot közül választ egyet.

A macskával végzett kísérlet azt mutatja, hogy magának a megfigyelésnek a természete nincs kellően definiálva: a doboz kinyitásakor vagy a részecske bomlási pillanatában történik? Mindenesetre a doboz kinyitása előtt a macska egyáltalán nincs az élők és a holtak keveredésének állapotában, mert a mikrokozmosz törvényei nem vonatkoznak a makroszkopikus tárgyakra.

A sok világ értelmezés hívei ne tekintse a mérési folyamatot semmi különösnek: feltételezik, hogy a macska mindkét állapota létezik. De abban a pillanatban, amikor a megfigyelő kinyitja a dobozt, a megfigyelő két állapota lép fel, amelyek semmilyen módon nem lépnek kölcsönhatásba egymással. Vagyis az Univerzum két másik univerzumra oszlik, amelyek közül az egyikben a megfigyelő egy halott macskát lát, a másikban pedig egy élő.

Ez az értelmezés fantasztikusnak tűnik, bár sok tudós elismeri a koppenhágaival egyenrangú létezéshez való jogát.

A Sok világ elmélete inspirációként szolgált a The Prestige (2006), a Forráskód (2011) filmek készítői számára, ugyanakkor a kvantumkriptográfia egyes elképzelései is ezen alapulnak.

Schrödinger macskája egy híres gondolatkísérlet. A híres fizikai Nobel-díjas, Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger osztrák tudós készítette.

A kísérlet lényege a következő volt. Egy macskát egy zárt kamrába (dobozba) helyeztek. A doboz radioaktív magot és mérgező gázt tartalmazó mechanizmussal van felszerelve. A paramétereket úgy választjuk meg, hogy a nukleáris bomlás valószínűsége egy óra alatt pontosan ötven százalék legyen. Ha a mag szétesik, a mechanizmus működésbe lép, és kinyílik egy mérgező gázt tartalmazó tartály. Ezért Schrödinger macskája meg fog halni.

A törvények szerint, ha nem figyeli meg az atommagot, akkor annak állapotait két fő állapot szerint írják le - a bomlott és nem bomlott mag. És itt felmerül egy paradoxon: Schrödinger macskája, amely egy dobozban ül, egyszerre lehet halott és él. De ha a dobozt kinyitják, a kísérletező csak egy meghatározott állapotot fog látni. Vagy "a mag szétesett és a macska meghalt", vagy "a sejtmag nem bomlott fel, és Schrödinger macskája él".

Logikusan két kimenet egyike lesz: vagy egy élő macska, vagy egy döglött. De a potenciálban az állat egyszerre mindkét állapotban van. Schrodinger ezzel próbálta bizonyítani véleményét a kvantummechanika korlátairól.

A koppenhágai értelmezés és különösen ez a kísérlet szerint a macska az egyik potenciális fázisában (élve-halva) csak akkor sajátítja el ezeket a tulajdonságokat, ha egy külső szemlélő beavatkozik a folyamatba. De mindaddig, amíg ez a megfigyelő nincs jelen (ez egy konkrét személy jelenlétét jelenti, aki rendelkezik a látás és a tudat tisztaságának erényeivel), a macska „élet és halál között” bizonytalanságban lesz.

Az önmagában sétáló macskáról szóló híres ősi példabeszéd új, érdekes árnyalatokat nyer ennek a kísérletnek az összefüggésében.

A klasszikus koppenhágaitól markánsan eltérő Everett szerint a megfigyelési folyamatot nem tekintik semmi különösnek. Ebben az értelmezésben mindkét kijelentés, amelyben Schrödinger macskája lehet, létezhet. De dekoherálnak egymással. Ez azt jelenti, hogy ezen állapotok egysége éppen a külvilággal való interakció eredményeként sérül meg. A megfigyelő az, aki kinyitja a dobozt, és viszályt hoz a macska állapotába.

Van egy vélemény, hogy ebben a kérdésben a döntő szót egy olyan lényre kell hagyni, mint Schrödinger macskája. Ennek a véleménynek az a célja, hogy elfogadjuk, hogy az egész kísérletben az állat az egyetlen abszolút kompetens megfigyelő. Például Max Tegmark, Bruno Marshal és Hans Moraven tudósok bemutatták a fenti kísérlet módosítását, ahol a fő szempont a macska véleménye. Ebben az esetben Schrödinger macskája kétségtelenül életben marad, mert csak a túlélő macska figyelheti meg az eredményeket. Nadav Katz tudós azonban publikálta eredményeit, amelyekben az állapot megváltoztatása után sikerült "visszaállítani" a részecske állapotát. Így a macska túlélési esélyei jelentősen megnőnek.

A közelmúltban megjelent a jól ismert tudományos portálon "PostNauka" Emil Akhmedov szerzőjének cikke a híres paradoxon okairól, valamint arról, hogy mi nem az.

Emil Akhmedov fizikus a valószínűségi értelmezésről, a zárt kvantumrendszerekről és a paradox megfogalmazásról.

Véleményem szerint a kvantummechanika legnehezebb része mind pszichológiailag, mind filozófiailag, mind sok más vonatkozásban a valószínűségi értelmezése. Sokan vitatkoztak a valószínűségi értelmezés mellett. Például Einstein, Podolskyval és Rosennel együtt olyan paradoxonnal állt elő, amely megcáfolja a valószínűségi értelmezést.

Rajtuk kívül Schrödinger a kvantummechanika valószínűségi értelmezésével is érvelt. A kvantummechanika valószínűségi értelmezésének logikai ellentmondásaként Schrödinger előállt az úgynevezett Schrödinger-macska paradoxonnal. Többféleképpen is megfogalmazható, például: tegyük fel, hogy van egy doboz, amelyben egy macska ül, és ehhez a dobozhoz csatlakozik egy palack halálos gáz. Ennek a palacknak ​​a kapcsolójára, amely beengedi vagy nem engedi be a halálos gázt, valamilyen eszköz van csatlakoztatva, ami a következőképpen működik: van egy polarizáló üveg, és ha egy áthaladó foton a szükséges polarizációjú, akkor a henger bekapcsol, a gáz a macskához áramlik; ha a foton nem azonos polaritású, akkor a ballon nem kapcsol be, a kulcs nem kapcsol be, a ballon nem enged gázt a macskába.

Tegyük fel, hogy egy foton cirkulárisan polarizált, és az eszköz lineáris polarizációra reagál. Lehet, hogy nem egyértelmű, de nem is nagyon fontos. Bizonyos valószínűséggel a foton egy módon polarizálódik, bizonyos valószínűséggel - egy másik módon. Schrodinger azt mondta: egy olyan helyzet alakul ki, hogy egy ponton, amíg fel nem nyitjuk a fedelet, és megnézzük, hogy a macska halott-e vagy él-e (és a rendszer zárva van), a macska bizonyos valószínűséggel életben lesz, és bizonyos esetekben halott lesz. valószínűség. Lehet, hogy véletlenül megfogalmazok egy paradoxont, de az eredmény egy furcsa helyzet, hogy a macska se nem él, se nem halt meg. Így fogalmazódik meg a paradoxon.

Véleményem szerint ennek a paradoxonnak teljesen világos és pontos magyarázata van. Talán ez az én személyes álláspontom, de megpróbálom elmagyarázni. A kvantummechanika fő tulajdonsága a következő: ha leírunk egy zárt rendszert, akkor a kvantummechanika nem más, mint a hullámmechanika, a hullámok mechanikája. Ez azt jelenti, hogy differenciálegyenletek írják le, amelyek megoldásai hullámok. Ahol hullámok és differenciálegyenletek vannak, ott vannak mátrixok és így tovább. Ez két egyenértékű leírás: mátrixleírás és hullámleírás. A mátrixleírás Heisenbergé, a hullámleírás Schrödingeré, de ugyanazt a helyzetet írják le.

A lényeg az, hogy amíg a rendszer zárva van, azt egy hullámegyenlet írja le, és ami ezzel a hullámmal történik, azt valamilyen hullámegyenlet írja le. A kvantummechanika teljes valószínűségi értelmezése a rendszer megnyitása után jön létre - kívülről valamilyen nagy klasszikus, azaz nem kvantum objektum hat rá. Az ütközés pillanatában megszűnik ez a hullámegyenlet leírni. Létezik a hullámfüggvény úgynevezett redukciója és valószínűségi értelmezése. A nyitás pillanatáig a rendszer a hullámegyenletnek megfelelően fejlődik.

Most néhány megjegyzést kell tennünk azzal kapcsolatban, hogy miben különbözik egy nagy klasszikus rendszer a kis kvantumrendszertől. Általánosságban elmondható, hogy egy nagy klasszikus rendszer leírható a hullámegyenlet segítségével, bár ezt a leírást általában nehéz megadni, a valóságban pedig teljesen szükségtelen. Ezek a rendszerek működésükben matematikailag különböznek egymástól. Az úgynevezett objektum létezik a kvantummechanikában, a térelméletben. Egy klasszikus nagy rendszernél hatalmas a cselekvés, de egy kvantum kis rendszernél kicsi a cselekvés. Sőt, ennek a cselekvésnek a gradiense - ennek a cselekvésnek az időben és térben való változásának sebessége - hatalmas egy nagy klasszikus rendszernél, és kicsi egy kis kvantumrendszernél. Ez a fő különbség a két rendszer között. Tekintettel arra, hogy a művelet nagyon nagy egy klasszikus rendszernél, kényelmesebb, ha nem valamilyen hullámegyenletekkel írjuk le, hanem egyszerűen klasszikus törvényekkel, például Newton törvényével és így tovább. Például emiatt a Hold nem úgy forog a Föld körül, mint egy elektron az atommag körül, hanem egy bizonyos, egyértelműen meghatározott pálya mentén, klasszikus pálya, pálya mentén. Míg az elektron kis kvantumrendszer lévén, az atom belsejében az atommag körül állóhullámként mozog, addig mozgását állóhullám írja le, és ez a különbség a két helyzet között.

A mérés a kvantummechanikában az, amikor egy kis kvantumrendszert befolyásolunk egy nagy klasszikus rendszerrel. Ezt követően a hullámfüggvény redukciója következik be. Véleményem szerint a léggömb vagy macska jelenléte a Schrödinger-paradoxonban megegyezik egy nagy klasszikus rendszer jelenlétével, amely a foton polarizációját méri. Ennek megfelelően a mérés nem abban a pillanatban történik, amikor kinyitjuk a doboz fedelét, és megnézzük, hogy a macska él-e vagy meghalt, hanem abban a pillanatban, amikor a foton kölcsönhatásba lép a polarizáló üveggel. Így ebben a pillanatban a fotonhullámfüggvény lecsökken, a ballon teljesen meghatározott állapotban van: vagy kinyílik, vagy nem nyílik, és a macska meghal, vagy nem hal meg. Minden. Nincsenek "valószínűségi macskák", hogy bizonyos valószínűséggel életben van, bizonyos valószínűséggel halott. Amikor azt mondtam, hogy a Schrodinger-féle macskaparadoxonnak sokféle megfogalmazása létezik, akkor csak azt mondtam, hogy sokféleképpen lehet olyan eszközt kitalálni, amely megöli vagy életben tartja a macskát. Valójában a paradoxon megfogalmazása nem változik.

Hallottam más próbálkozásokról, hogy ezt a paradoxont ​​több világgal és így tovább magyarázzák. Véleményem szerint mindezek a magyarázatok nem bírják a vizsgálatot. Amit a videó során szavakkal elmagyaráztam, az matematikai formába önthető, és ennek az állításnak a helyessége ellenőrizhető. Még egyszer hangsúlyozom, hogy véleményem szerint egy kis kvantumrendszer hullámfüggvényének mérése és csökkentése egy nagy klasszikus rendszerrel való kölcsönhatás pillanatában történik. Ilyen nagy klasszikus rendszer egy macska, akinek van egy eszköze, ami megöli, és nem az, aki kinyit egy dobozt egy macskával, és megnézi, hogy a macska él-e vagy sem. Vagyis a mérés a rendszer kvantumrészecskékkel való kölcsönhatásának pillanatában történik, és nem a macska ellenőrzésének pillanatában. Az ilyen paradoxonok véleményem szerint az elméletek és a józan ész alkalmazása révén magyarázatot találnak.

A kísérlet lényege

Schrödinger eredeti írása a következőképpen írja le a kísérletet:

Olyan eseteket is konstruálhatsz, amelyekben elég a burleszk. Egy bizonyos macska be van zárva egy acélkamrába, a következő pokolgéppel együtt (amelyet védeni kell a macska közvetlen beavatkozásától): a Geiger-számláló belsejében egy kis mennyiségű radioaktív anyag található, olyan kicsi, hogy csak egy atom bomlik le. egy óra alatt, de ugyanolyan valószínűséggel széteshet és nem; ha ez megtörténik, a leolvasócső lemerül, és egy relé aktiválódik, leengedve a kalapácsot, ami eltöri a hidrogén-cianid kúpját. Ha egy órára magára hagyjuk ezt az egész rendszert, akkor azt mondhatjuk, hogy a macska élni fog ennyi idő után, amíg az atom nem bomlik le. Egy atom első bomlása megmérgezte volna a macskát. A rendszer egészének pszi-funkciója ezt úgy fogja kifejezni, hogy önmagában összekeveri vagy az élő és döglött macskát egyenlő arányban keni be (bocsáss meg a kifejezésért). Ilyen esetekben jellemző, hogy az eredetileg az atomi világra korlátozódó bizonytalanság makroszkopikus bizonytalansággá alakul, amely közvetlen megfigyeléssel kiküszöbölhető. Ez megakadályozza, hogy naivan elfogadjuk a „homályos modellt”, mint a valóságot. Ez önmagában nem jelent semmi tisztázatlant vagy ellentmondást. Különbség van a homályos vagy életlen fénykép és a felhős vagy ködös felvétel között. A kvantummechanika szerint, ha az atommagot nem figyeljük meg, akkor annak állapotát két állapot - egy elpusztult és egy el nem bomlott mag - szuperpozíciója (keveredése) írja le, ezért a dobozban ülő macska él és halott is. Ugyanakkor. Ha a dobozt kinyitják, akkor a kísérletező csak egy meghatározott állapotot láthat - "a mag szétesett, a macska meghalt" vagy "a mag nem bomlott fel, a macska él". A kérdés a következő: mikor szűnik meg egy rendszer két állapot keverékeként, és választ egy konkrétat? A kísérlet célja annak bemutatása, hogy a kvantummechanika nem teljes bizonyos szabályok nélkül, amelyek meghatározzák, hogy a hullámfüggvény milyen körülmények között omlik össze, és a macska vagy meghal, vagy életben marad, de megszűnik a kettő keveréke lenni.

Mivel egyértelmű, hogy a macskának szükségszerűen élőnek vagy halottnak kell lennie (nincs olyan állapot, amely egyesíti az életet és a halált), ez az atommag esetében is így lesz. Szükségszerűen vagy romlottnak vagy romlatlannak kell lennie.

Az eredeti cikk 1935-ben jelent meg. A cikk célja az Einstein-Podolsky-Rosen (EPR) paradoxon megvitatása volt, amelyet Einstein, Podolsky és Rosen adott ki az év elején.