Dom · električna sigurnost · Dihotomije Schrödingerove mačke. Čuvena zagonetka "Schrödingerova mačka" jednostavnim riječima

Dihotomije Schrödingerove mačke. Čuvena zagonetka "Schrödingerova mačka" jednostavnim riječima

Enciklopedijski YouTube

  • 1 / 5

    Zapravo, Hawking i mnogi drugi fizičari smatraju da je tumačenje kvantne mehanike Kopenhaške škole neopravdano u naglašavanju uloge posmatrača. Konačno jedinstvo među fizičarima po ovom pitanju još uvijek nije postignuto.

    Paralelizacija svetova u svakom trenutku odgovara pravom nedeterminističkom automatu, za razliku od verovatnog, kada u svakom koraku jedan od mogući načini zavisno od njihove vjerovatnoće.

    Wignerov paradoks

    Ovo je komplikovana verzija Schrödingerovog eksperimenta. Eugene Wigner je uveo kategoriju "prijatelja". Nakon završetka eksperimenta, eksperimentator otvara kutiju i vidi živu mačku. Vektor stanja mačke u trenutku otvaranja kutije prelazi u stanje „jezgro se nije raspalo, mačka je živa“. Tako je u laboratoriji mačka prepoznata kao živa. Izvan laboratorije je Prijatelju. Prijatelju još ne zna da li je mačka živa ili mrtva. Prijatelju prepoznaje mačku kao živu tek kada mu eksperimentator kaže ishod eksperimenta. Ali svi ostali Prijatelji mačka još nije prepoznata kao živa i bit će prepoznata tek kada budu obaviješteni o rezultatu eksperimenta. Dakle, mačka se može prepoznati kao potpuno živa (ili potpuno mrtva) samo kada svi ljudi u svemiru znaju rezultat eksperimenta. Do ovog trenutka, na skali Velikog svemira, mačka, prema Wigneru, ostaje živa i mrtva u isto vrijeme.

    Praktična upotreba

    Gore navedeno se koristi u praksi: u kvantnom računarstvu i kvantnoj kriptografiji. Svetlosni signal u superpoziciji dva stanja šalje se duž optičkog kabla. Ako se napadači spoje na kabel negdje u sredini i tamo naprave signalni prisluškivač kako bi prisluškivali prenesenu informaciju, tada će se urušiti valna funkcija (sa stanovišta tumačenja Kopenhagena, napravit će se zapažanje) i svjetlo će ići u jedno od stanja. Sprovođenjem statističkih ispitivanja svjetlosti na prijemnom kraju kabla, biće moguće otkriti da li je svjetlost u superpoziciji stanja ili je već uočena i prenesena u drugu tačku. Ovo omogućava stvaranje sredstava komunikacije koja isključuju neprimetno presretanje i prisluškivanje signala.

    Eksperiment (koji se u principu može izvesti, iako još nisu stvoreni funkcionalni sistemi kvantne kriptografije koji bi mogli prenijeti velike količine informacija) također pokazuje da „posmatranje“ u tumačenju Kopenhagena nema nikakve veze sa svijesti posmatrača, budući da u ovom slučaju promjena statistike na kraju kabla dovodi do potpuno nežive grane žice.

    Šta je Schrödingerova mačka, Schrödingerova mačka, sve o Schrödingerovoj mački, Schrödingerov paradoks mačke, Schrödingerov eksperiment s mačkom, mačka u kutiji, ni živa ni mrtva mačka, je li Schrödingerova mačka živa, eksperiment s mačkama

    Ovo je mačka koja je i živa i mrtva u isto vrijeme. Ovo nesretno stanje duguje nobelovcu za fiziku, austrijskom naučniku Erwinu Rudolfu Josephu Alexanderu Schrödingeru.

    Odjeljci:

    Suština eksperimenta / paradoks

    Mačka se nalazi u zatvorenoj kutiji s mehanizmom koji sadrži radioaktivno jezgro i posudu s otrovnim plinom. Karakteristike eksperimenta su odabrane tako da je vjerovatnoća da će se jezgro raspasti za 1 sat 50%. Ako se jezgro raspadne, aktivira se mehanizam, spremnik za plin se otvara i mačka umire. Prema kvantnoj mehanici, ako se jezgro ne posmatra, tada se njegovo stanje opisuje superpozicijom (miješanjem) dva stanja - raspadnutog jezgra i neraspadnutog jezgra, dakle, mačka koja sjedi u kutiji je i živa i mrtva odjednom.

    Čim otvorite kutiju, eksperimentator bi trebao vidjeti samo jedno stanje - "jezgro je raspalo, mačka je mrtva" ili "jezgro se nije raspalo, mačka je živa". Ali dok u procesu nema posmatrača, nesretna životinja ostaje “mrtva”.

    Marginalizovano

    • Nesreća nikad ne dolazi sama
      Nije upitno samo zdravlje repatog stanovnika kutije, već i njegov spol: u originalnom eksperimentu, Schrödingerova mačka je još uvijek bila mačka (die Katze).
    • Nema „mrtvih“ mačaka
      Važno je zapamtiti da Schrödingerov eksperiment nije imao za cilj da dokaže postojanje "mrtvih" mačaka (i, suprotno tvrdnji u drugom dijelu igre "Portal", nije izmišljen kao izgovor za ubijanje mačaka). Očigledno, mačka mora biti ili živa ili mrtva, jer ne postoji međustanje.
      Iskustvo pokazuje da kvantna mehanika nije u stanju da opiše ponašanje makrosistema (što uključuje i mačku): ona je nepotpuna bez nekih pravila koja ukazuju kada sistem bira jedno određeno stanje, pod kojim uslovima se talasna funkcija urušava i mačka ili ostaje živa ili postaje mrtav, ali prestaje biti mješavina oboje.
    Interpretacije Kopenhaška interpretacija negira da je mačka prije otvaranja kutije u stanju konfuzije između živog i mrtvog. Neki vjeruju da je sve dok je kutija zatvorena, sistem u superpoziciji stanja "raspadnuto jezgro, mrtva mačka" i "neraspadnuto jezgro, živa mačka", a kada se kutija otvori, tek tada dolazi do kolapsa valne funkcije. na jednu od opcija. Drugi kažu da se "opažanje" dešava kada čestica iz jezgra udari u detektor; međutim, nažalost, u tumačenju Kopenhagena ne postoji jasno pravilo koje kaže kada se to dešava, pa je stoga ovo tumačenje nepotpuno dok se takvo pravilo u njega ne unese ili se ne kaže kako se može uvesti u principu. Everettova interpretacija više svjetova, za razliku od kopenhagenskog, ne smatra proces posmatranja nečim posebnim. Ovdje postoje oba stanja mačke, ali dekohere - to jest, kako autor razumije, jedinstvo ovih stanja je narušeno kao rezultat interakcije sa okruženje. Kada posmatrač otvori kutiju, on se zapetlja (pomiješa) sa mačkom, što stvara dva stanja posmatrača, jedno odgovara živoj mački, a drugo mrtvoj. Ova stanja ne stupaju u interakciju jedno s drugim. Mačka kao kompetentan posmatrač
    Autor smatra da konačnu riječ treba ostaviti mačku, koji je, čak i ako ne zna ništa o kvantnoj mehanici, sigurno bolje od bilo koga drugog o svom stanju. Međutim, njegova kompetentnost kao posmatrača očigledno izaziva sumnje među naučnicima. Izuzetak su Hans Moravec, Bruno Marshall i Max Tegmark, koji su predložili modifikaciju Schrödingerovog eksperimenta, poznatog kao "kvantno samoubistvo", a koji je eksperiment s mačkom iz mačje tačke gledišta. Naučnici su težili da pokažu razliku između kopenhagenske i višesvjetske interpretacije kvantne mehanike. Ako je interpretacija višesvjetova ispravna, mačka, na radost svojih simpatizera, postaje Tsoi i uvijek ostaje živa, budući da je sudionik u mogućnosti da promatra rezultat eksperimenta samo u svijetu u kojem preživi.
    • Nadav Katz sa Univerziteta u Kaliforniji i njegove kolege objavili su rezultate laboratorijskog eksperimenta u kojem su uspjeli da "vrate" kvantno stanje čestice nazad, a nakon mjerenja ovog stanja. Tako je moguće spasiti mački život bez obzira na uslove za kolaps valne funkcije. Nije bitno da li je živ ili mrtav: uvijek ga možete osvojiti [link] .
    • 06/03/2011 RIA Novosti je izvestila da su kineski fizičari uspeli da stvore osmofotonska "Schrodingerova mačka"[link] , što bi trebalo da olakša razvoj budućih kvantnih računara

    Slika u kulturi

    Možda niko nije učinio više na popularizaciji kvantne mehanike od jadne mačke. Čak i ljudi koji su najudaljeniji od ovog kompleksnog polja znanja, zabrinuti za sudbinu vjerovatno napaćene životinje, pokušavaju razumjeti zamršenost eksperimenta, nadajući se da nije sve tako loše. Mačka inspiriše umjetnike i popularnu kulturu.
    Spomenimo njegova glavna dostignuća:

    književnost: O situaciji sa Schrödingerovom mačkom govore glavni likovi knjige Douglasa Adamsa "Detektivska agencija Dirka Gentlyja". U knjizi Dana Simmonsa "Endymion" glavni lik Raoul Endymion piše svoju priču dok je u orbiti oko Armagasta u Schrödingerovoj "kutiji za mačke". U posljednjoj trećini knjige Roberta Heinleina Mačka prolazi kroz zidove pojavljuje se riđi mačak Pixel, koji ima sposobnost Schrödingerove mačke da bude u dva stanja u isto vrijeme. Knjiga Terryja Pratchetta "The Cat No Fool" duhovito opisuje rasu takozvanih "Schrodinger mačaka", koje potiču od iste Schrodinger mačke. Ovaj misaoni eksperiment se također više puta spominje u drugim Pratchettovim djelima, na primjer, u romanu “Dame i gospodo”. U priči F. Gwynplaina McIntyrea "Negiranje mačke Schrödinger", jedan od likova se ispostavlja da je Schrödingerov vlastiti ljubimac, mačka Tibbles. Radnja se zapravo odvija oko ove mačke. duhovita priča, izdašno začinjen detaljima iz različitim oblastima fizike. Radnja naučnofantastičnog romana Frederika Pohla „Dolazak kvantnih mačaka“ (1986) izgrađena je na ideji interakcije između „susednih“ univerzuma. U filozofsko-satiričnoj minijaturi “Šrodingerova mačka” Nikolaja Bajtova, Šredingerov paradoks je izokrenut: organizacija pod nazivom “Liga reverzibilnog vremena” već 50 godina bez prekida prati živu mačku u kutiji, verujući da vrši se zapažanje - stanje u kojem mačka boravi ne bi trebalo da se menja. U Lukjanenovoj knjizi "Posljednja straža" glavnom liku je oko vrata data omča pod nazivom "Šredingerova mačka", čija je posebnost u tome što mađioničari ne razumiju da li je ovo stvorenje živo ili ne. Spominje se u romanu Grega Egana "Karantin", u fantaziji Christophera Stasheffa "The Healer Magician", u priči Gregory Dale Beara "The Schrödinger Kuga"; Poljski pisac Sapkowski spominje Codringherovu mačku. U cyberpunk romanu 2048 Mercy Shelleya kaže se da je "tip s prezimenom koje je ličilo na fajl stavljao nekog jadnog biorga u željeznu kutiju u kojoj nije bilo ničega osim bočice otrova." Pesma Svetlane Širankove „Šrodingerova mačka” ima veoma inspirativan početak: „Doktore Šredinger, vaša mačka je još uvek živa.” ekran: U filmu braće Coen Ozbiljan čovjek, student izjavljuje profesoru: „Razumijem eksperiment s mrtvom mačkom“, što, naravno, ukazuje na suprotno. U filmu "Repo Man" ("Kolekcionari", u ruskom izdanju "Rippers") glavni lik na početku filma govori o nepoznatom naučniku koji ima mačku. A ova mačka je u stanju “...i živa i mrtva u isto vrijeme...”. U jednoj od epizoda naučnofantastične serije Stargate SG-1 pojavljuje se mačka po imenu Schrödinger. Glavni lik naučnofantastične serije “Slithers” ima i istoimenu mačku. U TV seriji Stargate SG-1, narandžasta mačka po imenu Schrödinger data je vanzemaljcu. Mrtva mačka Schrödinger se pojavljuje u TV seriji CSI: Las Vegas (Sezona 8, Epizoda 15: The Theory of Everything). Šredingerova mačka se pominje i u TV seriji "Teorija velikog praska", gde kao odgovor na pitanje devojke da li treba da ide na spoj, junak povlači analogiju sa Šredingerovom mačkom, što znači da dok ne pokušate, pobedićete. Ne znam: “Penny, jer da bi saznao da li je mačka živa ili mrtva, moraš otvoriti kutiju.” U TV seriji Bugs, ulogu Schrödingerove mačke igrali su dokazi o Crvenom Merkuru u sefu zarobljenom u mina. U japanskom animeu Hellsing (OVA) (kao i istoimenoj mangi), postoji lik čovjeka mačka po imenu Schrödinger, koji nije ni živ ni mrtav, ima sposobnost teleportacije ("biti svuda i nigdje") , i potpuno je neuništiv. U animeu “To Aru Majutsu no Index”, kada je djevojka zamolila da mače nazove Schrödinger, glavni lik kaže da se mačke ne mogu nazvati tim imenom. Anime Shigofumi također ima mačku po imenu Schrödinger. U japanskom animeu i igrici Umineko no naku koro ni iskustvo se koristi u Battlerovom pokušaju da dokaže nemogućnost magije (takođe korišteno u "Dokazu đavola", "Hempelovim vranama", "Laplaceovom demonu"). U jednoj od epizoda Futurame, "Zakon i proročište", Schrödinger je sakrio drogu u kutiji sa mačkom. Stripovi/manga: Mali strip o Schrödingerovoj mački i Maxwellovom demonu. On je mrtav: Schrödinger od mačke: I drugi stripovi na joyreactor.ru. igre: Postoji igra misije “Povratak kvantne mačke”. U igrici "Nethack" postoji čudovište "Kvantni mehaničar", koje ponekad sa sobom ima kutiju sa mačkom. Stanje mačke se ne utvrđuje dok se kutija ne otvori. U igrici "Half-Life 2" bila je mačka u laboratoriji sa teleporterima, o kojoj Barney "još uvijek" ima noćne more. Portret Schrödingerove mačke nalazi se iu rimejku iz 1998. baziranom na Half-Lifeu. - "Black Mesa" (ranije poznata kao "Black Mesa: Izvor"). Link do ovjerenog snimka ekrana. Na svakom nivou Bioshocka postoji mrtva mačka u skrovitom uglu, identifikovana kao Shrodinger. U drugom dijelu možete ga pronaći i - mačka odmara na jednoj od ledenih ploha u zaleđenoj prostoriji sa četiri nadzorne kamere u uglovima. NPC mačka istog imena pojavljuje se u japanskoj RPG Shin Megami Tensei: Digital Devil Saga. Glavni slogan igre Portal, „Torta je laž“, je greška jednog od ishoda Schrödingerovog eksperimenta, odnosno „Mačka je živa“. U drugom dijelu igre, mačka također nije zaboravljena. Spominjanje eksperimenta može se naći u ruskom pravilniku društvena igra"Doba Vodolije". Mačka čak ima tanjir svojih karakteristika - potpuno je prazan, pa kao da ne postoji. muzika: Takozvani festival nestandardne muzike "Schrodinger's Cat", koji se održava pod sloganima " Pravi zivot - prava smrt- prava muzika! i „Da li je Schrödingerova mačka živa ili mrtva? I ti?" Gugl takođe izveštava da je naziv „KoT Schrödinger“ skoro muzički projekat veoma male grupe iz Koroljeva kod Moskve. Album britanskog benda Tears for Fears Saturnine Martial and Lunatic sadrži istoimenu pjesmu. Ruska grupa “Allein Fur” Immer takođe izvodi istoimenu pesmu. humor: Svaka šala o Schrödingerovoj mački smiješna je i nesmiješna u isto vrijeme. Schrödinger i Heisenberg voze se autoputem na konferenciju, Schrödinger vozi. Odjednom se začuje prasak i on zaustavlja auto. Heisenberg gleda na cestu:
    - O moj Bože, izgleda kao da sam udario mačku!
    - On je umro?
    - Ne mogu tačno da kažem. Schrödinger je hodao po sobi tražeći usrano mače, a ono je sjedilo u kutiji ni živo ni mrtvo. ostalo: Umjetnici obraćaju pažnju na Schrödingerovu mačku, pokušavajući slikom i grafikom prenijeti dvosmislenost njegove pozicije. Takođe, slike ove životinje mogu se videti na majicama i šoljama. Teroristi za koje se ne zna da su živi ili mrtvi ponekad se nazivaju "Schrodingerovim teroristima". Od poznate ličnosti Na primjer, Yasser Arafat je bio u ovom stanju kada je bio u komi prije smrti, kao i Osama Bin Laden. Prema Absurdopediji, svinja u boku je pojednostavljena verzija Schrödingerovog eksperimenta s mačkama [link]. Stephen Hawking je parafrazirao frazu Hansa Josta, „Kad čujem za kulturu, posegnem za pištoljem“, na sljedeći način: „Kada čujem za Schrödingerovu mačku, moja ruka poseže za pištoljem!“ To se objašnjava činjenicom da, kao i mnogi drugi fizičari, Hawking smatra da tumačenje kvantne mehanike „Kopenhaške škole“ neopravdano naglašava ulogu posmatrača. Povodom otvaranja Odsjeka za teologiju MEPhI, internetom se proširila sljedeća slika:

    Sigurno ste više puta čuli da postoji fenomen kao što je "Schrödingerova mačka". Ali ako niste fizičar, onda najvjerovatnije imate samo nejasnu ideju o tome kakva je ovo mačka i zašto je potrebna.

    « Shroedingerova mačka“ – to je naziv čuvenog misaonog eksperimenta poznatog austrijskog teorijskog fizičara Erwina Schrödingera, koji je također laureat nobelova nagrada. Uz pomoć ovog fiktivnog eksperimenta, naučnik je želeo da pokaže nepotpunost kvantne mehanike u prelasku sa subatomskih sistema na makroskopske sisteme.

    Ovaj članak pokušava objasniti jednostavnim riječima suštinu Schrödingerove teorije o mački i kvantnoj mehanici, tako da bude dostupna osobi koja nema visoko tehničko obrazovanje. U članku će biti predstavljena i različita tumačenja eksperimenta, uključujući i ona iz TV serije “Teorija velikog praska”.

    Opis eksperimenta

    Originalni članak Erwina Schrödingera objavljen je 1935. U njemu je eksperiment opisan koristeći ili čak personificirajući:

    Također možete konstruirati slučajeve u kojima je prilično burleska. Neka se neka mačka zatvori u čeličnu komoru sa sljedećom đavolskom mašinom (što bi trebalo biti bez obzira na intervenciju mačke): unutar Geigerovog brojača nalazi se sićušna količina radioaktivne tvari, toliko mala da se samo jedan atom može raspasti za sat vremena, ali sa istom vjerovatnoćom se možda neće raspasti; ako se to dogodi, cijev za očitavanje se isprazni i relej se aktivira, otpuštajući čekić, koji razbija bocu s cijanovodoničnom kiselinom.

    Ako cijeli ovaj sistem ostavimo sam sebi na sat vremena, onda možemo reći da će mačka biti živa i nakon tog vremena, sve dok se atom ne raspadne. Već prvi dezintegracija atoma otrovala bi mačku. Psi-funkcija sistema kao celine će to izraziti mešanjem ili mazanjem žive i mrtve mačke (oprostite na izrazu) u jednakim delovima. Tipično u sličnim slučajevima je da se neizvjesnost, prvobitno ograničena na atomski svijet, pretvara u makroskopsku nesigurnost, koja se može eliminirati direktnim promatranjem. To nas sprečava da naivno prihvatimo „model zamućenja“ kao odraz stvarnosti. Ovo samo po sebi ne znači ništa nejasno ili kontradiktorno. Postoji razlika između zamućene fotografije ili fotografije van fokusa i fotografije oblaka ili magle.

    Drugim riječima:

    1. Tu je kutija i mačka. Kutija sadrži mehanizam koji sadrži radioaktivno atomsko jezgro i posudu s otrovnim plinom. Eksperimentalni parametri su odabrani tako da je vjerovatnoća nuklearnog raspada za 1 sat 50%. Ako se jezgro raspadne, otvara se posuda s plinom i mačka umire. Ako se jezgro ne raspadne, mačka ostaje živa i zdrava.
    2. Mačku zatvaramo u kutiju, čekamo sat vremena i postavljamo pitanje: je li mačka živa ili mrtva?
    3. Čini se da nam kvantna mehanika govori da je atomsko jezgro (i stoga mačka) u svim mogućim stanjima istovremeno (vidi kvantnu superpoziciju). Pre nego što otvorimo kutiju, sistem mačjeg jezgra je u stanju "jezgro je raspadnulo, mačka je mrtva" sa verovatnoćom od 50% i u stanju "jezgro se nije raspalo, mačka je živa" sa vjerovatnoća od 50%. Ispostavilo se da je mačka koja sjedi u kutiji i živa i mrtva u isto vrijeme.
    4. Prema modernom tumačenju Kopenhagena, mačka je živa/mrtva bez ikakvih međustanja. A izbor stanja raspada jezgra se ne dešava u trenutku otvaranja kutije, već čak i kada jezgro uđe u detektor. Jer redukcija talasne funkcije sistema „mačka-detektor-nukleus” nije povezana sa ljudskim posmatračem kutije, već je povezana sa detektorom-posmatračem jezgra.

    Objašnjenje jednostavnim riječima

    Prema kvantnoj mehanici, ako se jezgro atoma ne promatra, tada se njegovo stanje opisuje mješavinom dvaju stanja - raspadnutog jezgra i neraspadnutog jezgra, dakle, mačka koja sjedi u kutiji i personificira jezgro atoma je i živ i mrtav u isto vrijeme. Ako se kutija otvori, eksperimentator može vidjeti samo jedno specifično stanje - "jezgro se raspalo, mačka je mrtva" ili "jezgro se nije raspalo, mačka je živa".

    Suština ljudskog jezika: Schrödingerov eksperiment je pokazao da je, sa stanovišta kvantne mehanike, mačka i živa i mrtva, što ne može biti. Stoga kvantna mehanika ima značajne nedostatke.

    Pitanje je: kada sistem prestaje da postoji kao mešavina dva stanja i bira jedno određeno? Svrha eksperimenta je pokazati da je kvantna mehanika nepotpuna bez nekih pravila koja ukazuju pod kojim uvjetima se valna funkcija urušava, a mačka ili postaje mrtva ili ostaje živa, ali prestaje biti mješavina oboje. Pošto je jasno da mačka mora biti ili živa ili mrtva (ne postoji stanje između života i smrti), slično će biti i za atomsko jezgro. Mora biti ili raspadnut ili neraspadnut (Vikipedija).

    Video iz Teorije velikog praska

    Još jedna novija interpretacija Schrödingerovog misaonog eksperimenta je priča koju je lik Teorije velikog praska Sheldon Cooper ispričao svojoj manje obrazovanoj susjedi Penny. Poenta Sheldonove priče je da se koncept Schrödingerove mačke može primijeniti na međuljudske odnose. Da biste razumeli šta se dešava između muškarca i žene, kakav je odnos između njih: dobar ili loš, samo treba da otvorite kutiju. Do tada, veza je i dobra i loša.

    Ispod je video isječak ove razmjene teorije Velikog praska između Sheldona i Penije.

    Da li je mačka ostala živa kao rezultat eksperimenta?

    Za one koji nisu pažljivo pročitali članak, ali su ipak zabrinuti za mačku, dobra vijest: ne brinite, prema našim podacima, kao rezultat misaonog eksperimenta ludog austrijskog fizičara

    NIJEDNA MAČKA NIJE POVRIJEĐENA

    Schrödingerova mačka je najmisterioznija od svih mačaka, mačaka, mačaka, mačaka koje čovječanstvo toliko obožava. Virusni video snimci o mačkama šire se širom World Wide Web-a sa milionima dnevnih pregleda, a slike slatkih mačića su na reklamne bilborde sposoban da nas natjera da kupimo bilo koji proizvod. Polje popularizacije nauke ima i svoje brkate i prugaste heroje. Tačnije, jedna je Schrödingerova mačka. Sigurno ste čuli za to, čak i ako se ne bavite kvantnom mehanikom. Pa zašto je poznata mačka proganjala fizičare i tekstopisce skoro sto godina, a postala je i jedan od najzanimljivijih objekata moderne masovne kulture?

    Schrödingerova mačka kao metafora

    Koliko god paradoksalno zvučalo, austrijski teorijski fizičar i nobelovac Erwin Schrödinger je „otac“ najmisterioznije mačke, a ne vlasnik. Nakon svega Shroedingerova mačka je misaoni eksperiment, teorijski paradoks i zaista nevjerovatna metafora za opisivanje kvantne superpozicije.

    Je li postojala mačka?

    Pitanje "Da li je Schrödinger imao mačku?" i dalje ostaje otvorena. Iako, prema brojnim izvorima, u jednom od ranih izdanja fizikaDanas nalazi se fotografija naučnika sa svojim ljubimcem mačkom Miltonom. S druge strane, u originalnom tekstu članka iz 1935., gdje je Erwin Schrödinger opisao svoj hipotetički eksperiment, uopće nije riječ o mački, već o mački (die Katze). Zašto je fizičar odabrao predstavnika mačaka kao glavnog lika svog koncepta? Kako se mačka pretvorila u mačku? Čini se da je ova pitanja predodređena da ostanu retorička.

    Schrödingerova mačka je mrtva sa 50% šanse

    Designua / shutterstock.com

    Međutim, ako je izvor inspiracije za istraživača bio njegov lični ljubimac, onda je, očigledno, razlog tome bila vaza koju je razbila mačka ili oštećena tapeta. Jer glavna stvar koju Schrödingerova mačka radi tokom eksperimenta je da bude zaključana u čeličnu kutiju i... umre. Istina, sa vjerovatnoćom od 50%. Ili bolje rečeno, pored jadne životinje, u kutiju je bilo smješteno poseban mehanizam, koji sadrži radioaktivno jezgro i posudu s otrovnim plinom. Ako se jezgro raspadne, mehanizam se pokreće i mačka umire od ispuštenog plina. Ako ne radi, živi. Ali samo posmatrač koji otvori kutiju može znati njegovu sudbinu. Do tada, mačka je i živa i mrtva.

    Bez mačke, kvantna mehanika nije ista

    Cijela ova situacija, na prvi pogled paradoksalna, jasno ilustruje jednu od odredbi kvantne mehanike. Prema njemu, atomsko jezgro je istovremeno u svim mogućim stanjima: raspad i neraspad. Ako se atom ne zapaža, tada se njegovo stanje opisuje mješavinom ove dvije karakteristike. Dakle, mačka je, čitaj - jezgro atoma, i živa i mrtva. A to je jednostavno nemoguće. To znači da kvantnoj mehanici nedostaju neka pravila koja određuju uslove pod kojima je sudbina mačke jasno jasna.

    Schrödingrova mačka: sorte

    Nije iznenađujuće da značenje onoga što se događa s mitskom mačkom u čeličnoj kutiji ima nekoliko tumačenja.

    • Kopenhaška sorta

    Postoji Kopenhaška interpretacija kvantne mehanike, čiji su autori Niels Bohr i Werner Heisenberg. Prema njoj, mačka ostaje u oba stanja, bez obzira na posmatrača. Uostalom, odlučujući trenutak se ne događa kada se ladica otvori, već kada se mehanizam aktivira. Odnosno, životinja je odavno umrla od plina, ali kutija je još uvijek zaključana. Drugim riječima, u tumačenju Kopenhagena ne postoji „mrtvo-živo“ stanje, jer ga određuje detektor koji reaguje na raspad jezgra.

    • Everett sorta

    Postoji i višesvjetska interpretacija, ili Everettova interpretacija. Ona tumači iskustvo sa Schrödingerovom mačkom kao dva odvojena postojeći svet, cijepanje na koje se događa u trenutku kada se kutija otvori. U jednom univerzumu mačka je živa i zdrava, u drugom nije preživjela eksperiment.

    • "kvantno samoubistvo"

    Na ovaj ili onaj način, jadnu mačku Schrödingeru "mučili" su mnogi fizičari. Neki su, na primjer, predlagali razmatranje situacije s mačkom sa stanovišta same životinje - uostalom, ona zna bolje od svih fizičara na svijetu da li je živa ili mrtva. Zaista, s tim se ne možete raspravljati. Ovaj pristup se naziva "kvantno samoubistvo" i hipotetički vam omogućava da provjerite koja je od ovih interpretacija tačna.

    Svako može uzgajati svoju sortu

    Ako pogledate moderno fizičke nauke, onda možemo sa sigurnošću reći da je na stranicama istraživanja Schrödingerova dugotrpeljiva mačka življa od bilo koga drugog živog. S vremena na vrijeme, naučnici nude svoja rješenja za ovaj dobro poznati paradoks, a također razvijaju koncept u okviru vrlo zanimljivih razvoja.

    • "druga kutija"

    Na primjer, prošle godine su istraživači sa Univerziteta Yale "dali" Schrödingerovoj mački drugu kutiju za njegovu smrtonosnu skrivalicu. Na osnovu ovog pristupa, naučnici su pokušali da simuliraju sistem neophodan za rad kvantnog kompjutera. Uostalom, kao što znate, jedna od glavnih poteškoća u stvaranju ove vrste mašine je potreba za ispravljanjem grešaka. I, kako se ispostavilo, korištenje Schrödingerovih mačaka je obećavajući način upravljanja viškom kvantnih informacija.

    • "mikro mačka"

    A prije samo nekoliko sedmica, međunarodni tim naučnika, predvođen ruskim stručnjacima iz oblasti kvantne optike, uspio je "uzgojiti" mikroskopske Schrödinger mačke kako bi napredovali u potrazi za granicom između kvantnog i klasičnog svijeta. Ovako Schrödingerova mačka pomaže fizičarima da se razviju kvantne tehnologije komunikacija i kriptografija.

    Schrödingerova mačka je zvijezda pop kulture

    Africa Studio / shutterstock.com

    Ako mačka ne može pobjeći iz svoje zlosretne kutije, onda je uspio izaći iz granica naučnih koncepata i stranica istraživanja. I kako!

    Lik misteriozne mačke teške sudbine pojavljuje se sa zavidnom dosljednošću u djelima popularne kulture. Tako se Schrödingerova mačka pojavljuje u knjigama Terryja Pratchetta, Fredrika Pohla, Douglasa Adamsa i drugih širom svijeta. poznatih pisaca. Naravno, mačka se spominjala u popularnim televizijskim projektima kao što su “Teorija velikog praska” i “Doktor Ko”. Da ne spominjemo da se slika Schrödingerove mačke stalno nalazi u video igricama i tekstovima pjesama. A internet portal ThinkGeek već je zaradio bogatstvo prodajući majice sa natpisom na jednoj strani: “Šrodingerova mačka je živa”, a na drugoj – “Šrodingerova mačka je mrtva”.

    Mačke to rade bolje

    Slažem se, možete gledati nevjerovatna stvar: Najpoznatija naučna mačka je samo vizualizovani model za testiranje hipoteze. Međutim, učešće repanog ljubimca u njemu dodalo je značajnu količinu poezije i šarma eksperimentu. Ili možda samo mačke rade sve bolje? Sasvim moguce.

    I zapamtite: kao rezultat Schrödingerovog eksperimenta, nijedna mačka nije ozlijeđena.

    Ako pronađete grešku, označite dio teksta i kliknite Ctrl+Enter.

    Ako se kutija otvori, eksperimentator mora vidjeti samo jedno specifično stanje: "jezgro je raspadnulo, mačka je mrtva" ili "jezgro se nije raspalo, mačka je živa".

    "Schrodinger's Cat" - tako se zove zabava misaoni eksperiment, u režiji, kao što ste vjerovatno već pretpostavili, Schrödingera, odnosno Nobelovac fizike, austrijski naučnik Erwin Rudolf Joseph Alexander Schrödinger.

    Wikipedia eksperiment definira na sljedeći način: "Mačka je stavljena u zatvorenu kutiju. Kutija sadrži mehanizam koji sadrži radioaktivno jezgro i posudu otrovnog plina. Eksperimentalni parametri su odabrani tako da je vjerovatnoća da će se jezgro raspasti za 1 sat je 50%.Ako se jezgro raspadne, pokreće mehanizam - kontejner sa gasom se otvara i mačka umire.

    Prema kvantnoj mehanici, ako se jezgro ne posmatra, tada se njegovo stanje opisuje superpozicijom (miješanjem) dva stanja - raspadnutog jezgra i neraspadnutog jezgra, dakle, mačka koja sjedi u kutiji je i živa i mrtva u isto vrijeme. Ako se kutija otvori, eksperimentator mora vidjeti samo jedno specifično stanje: "jezgro je raspadnulo, mačka je mrtva" ili "jezgro se nije raspalo, mačka je živa".

    Pročitajte također :

    Ispada da na izlazu imamo živu ili mrtva mačka Međutim, potencijalno je mačka i živa i mrtva u isto vrijeme. Stoga je Schrödinger pokušao dokazati ograničenja kvantne mehanike, ne primjenjujući određena pravila na nju.

    Kopenhaška interpretacija kvantna fizika- a posebno ovaj eksperiment - ukazuje da mačka stiče svojstva jedne od potencijalnih faza (živa-mrtava) tek nakon što posmatrač interveniše u proces.

    Odnosno, kada određeni Schrödinger otvori kutiju, sa stopostotnom sigurnošću morat će rezati kobasice ili zvati veterinara. Mačka će sigurno biti živa ili iznenada mrtva. Ali dok u procesu nema posmatrača - konkretnu osobu posjedujući nesumnjive prednosti u vidu vida i, u najmanju ruku, jasne svijesti - mačka će biti u limbu "između neba i zemlje".

    Drevna parabola o mački koja sama hoda poprima nove nijanse u ovom kontekstu. Bez sumnje, Schrödingerova mačka nije najprosperitetnije stvorenje u Univerzumu. Poželimo mačku uspješan ishod i okrenimo se još jednom zabavnom problemu iz tajanstvenog i ponekad nemilosrdnog svijeta kvantne mehanike.

    Zvuči ovako: "Kakav zvuk čuje drvo koje pada u šumi ako u blizini nema osobe koja može osjetiti ovaj zvuk?" Ovdje, za razliku od crno-bijele sudbine nesretne/srećne mačke, suočeni smo sa raznobojnom paletom spekulacija: zvuka nema/ima zvuka, kakav je, ako postoji i ako nema, zašto onda? Na ovo pitanje se ne može odgovoriti iz vrlo jednostavnog razloga - nemogućnosti izvođenja eksperimenta. Na kraju krajeva, svaki eksperiment podrazumijeva prisustvo posmatrača sposobnog da uoči i donese zaključke.

    Pročitajte također :

    Odnosno, nemoguće je pogoditi šta se dešava sa objektima stvarnosti oko nas u našem odsustvu. A ako se ne može uočiti, onda ne postoji. Čim napustimo prostoriju, sav njen sadržaj, zajedno sa sobom, prestaje postojati ili, tačnije, nastavlja postojati samo u potencijalu.

    U isto vrijeme dolazi do požara ili poplave, krađe opreme ili nepozvanih gostiju. Štaviše, i mi postojimo u njemu, u različitim potencijalnim stanjima. Jedan šetam po sobi i zviždi glupu melodiju, drugi tužno gledam u prozor, treći razgovara sa suprugom telefonom. Čak i naša iznenadna smrt ili dobre vijesti u obliku neočekivanog telefonskog poziva žive u njemu.

    Zamislite na trenutak sve mogućnosti skrivene iza vrata. Sada zamislite da je cijeli naš svijet samo skup takvih neostvarenih potencijala. Smiješno je, zar ne?

    O Međutim, ovdje se postavlja logično pitanje: pa šta? Da, smiješno je, da, zanimljivo, ali šta, u suštini, ovo mijenja? Nauka o tome skromno ćuti. Za kvantnu fiziku takvo znanje otvara nove puteve u razumijevanju Univerzuma i njegovih mehanizama, ali za nas, ljude daleko od velikih naučnim otkrićima, čini se da takve informacije nisu od koristi.

    Kako ovo može biti beskorisno!? Uostalom, ako ja, smrtnik, postojim na ovom svijetu, onda ja, besmrtnik, postojim na drugom svijetu! Ako se moj život sastoji od niza neuspjeha i razočaranja, onda negdje postojim - uspješan i srećan? Zapravo, nema ničega izvan naših senzacija, kao što nema mjesta dok u njega ne uđemo. Naši organi percepcije nas samo varaju, crtajući u našem mozgu sliku svijeta koji nas „okružuje“. Ono što zapravo leži izvan nas i dalje ostaje tajna iza sedam pečata.