श्रोडिंगर की बिल्ली, सरल शब्दों में, प्रोफेसर के प्रयोग का सार है। "श्रोडिंगर की बिल्ली" - एक मनोरंजक विचार प्रयोग

श्रोडिंगर की बिल्ली उन सभी बिल्लियों, बिल्लियों, बिल्लियों, बिल्लियों में से सबसे रहस्यमय है जिन्हें मानवता बहुत पसंद करती है। वायरल बिल्ली के वीडियो वर्ल्ड वाइड वेब पर फैले हुए हैं और इन्हें रोजाना लाखों बार देखा जाता है, और प्यारे बिल्ली के बच्चों की तस्वीरें भी देखी जाती हैं विज्ञापन बिलबोर्डहमें कोई भी उत्पाद खरीदने में सक्षम। विज्ञान को लोकप्रिय बनाने के क्षेत्र के भी अपने मूंछों वाले और धारीदार नायक हैं। अधिक सटीक रूप से, एक श्रोडिंगर की बिल्ली है। निश्चित रूप से आपने इसके बारे में सुना होगा, भले ही आप क्वांटम यांत्रिकी में शामिल न हों। तो क्यों प्रसिद्ध बिल्ली लगभग सौ वर्षों तक भौतिकविदों और गीतकारों को परेशान करती रही है, और आधुनिक जन संस्कृति की सबसे उत्सुक वस्तुओं में से एक भी बन गई है?

श्रोडिंगर की बिल्ली एक रूपक के रूप में

यह सुनने में भले ही विरोधाभासी लगे, ऑस्ट्रियाई सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी और मालिक नोबेल पुरस्कारइरविन श्रोडिंगर सबसे रहस्यमय बिल्ली के "पिता" हैं, मालिक नहीं। आख़िरकार श्रोडिंगर की बिल्लीयह एक विचार प्रयोग, एक सैद्धांतिक विरोधाभास और क्वांटम सुपरपोजिशन का वर्णन करने के लिए वास्तव में एक अद्भुत रूपक है।

क्या वहाँ कोई बिल्ली थी?

प्रश्न "क्या श्रोडिंगर के पास एक बिल्ली थी?" अभी भी खुला है. हालाँकि, कई स्रोतों के अनुसार, शुरुआती संस्करणों में से एक में भौतिक विज्ञानआजइसमें वैज्ञानिक की अपनी पालतू बिल्ली मिल्टन के साथ एक तस्वीर है। दूसरी ओर, 1935 के लेख के मूल पाठ में, जहां इरविन श्रोडिंगर ने अपने काल्पनिक प्रयोग का वर्णन किया है, यह बिल्कुल भी बिल्ली नहीं है, बल्कि एक बिल्ली (डाई काट्ज़) है। भौतिक विज्ञानी ने अपनी अवधारणा के मुख्य पात्र के रूप में एक बिल्ली के समान प्रतिनिधि को क्यों चुना? बिल्ली बिल्ली कैसे बन गई? ऐसा लगता है कि इन प्रश्नों का अलंकारिक बने रहना तय है।

श्रोडिंगर की बिल्ली 50% संभावना के साथ मर गई है

हालाँकि, यदि शोधकर्ता के लिए प्रेरणा का स्रोत उसका निजी पालतू जानवर था, तो जाहिर तौर पर इसका कारण बिल्ली द्वारा तोड़ा गया फूलदान या क्षतिग्रस्त वॉलपेपर था। क्योंकि प्रयोग के दौरान श्रोडिंगर की बिल्ली जो मुख्य काम करती है, वह है स्टील के बक्से में बंद हो जाना और मर जाना। सच है, 50% की संभावना के साथ। या यूँ कहें कि बेचारे जानवर के अलावा डिब्बे के अंदर कुछ और भी रखा गया था विशेष तंत्र, जिसमें एक रेडियोधर्मी कोर और जहरीली गैस का एक कंटेनर होता है। यदि नाभिक विघटित हो जाता है, तो तंत्र चालू हो जाता है, और बिल्ली उत्सर्जित गैस से मर जाती है। यदि यह काम नहीं करता है, तो यह जीवित रहता है। लेकिन केवल बॉक्स खोलने वाला ही उसका भाग्य जान सकता है। तब तक, बिल्ली जीवित और मृत दोनों है।

बिल्ली के बिना, क्वांटम यांत्रिकी समान नहीं है

यह पूरी स्थिति, पहली नज़र में विरोधाभासी, क्वांटम यांत्रिकी के प्रावधानों में से एक को स्पष्ट रूप से दर्शाती है। उनके अनुसार, परमाणु नाभिक एक साथ सभी संभावित अवस्थाओं में होता है: क्षय और गैर-क्षय। यदि परमाणु का कोई अवलोकन नहीं किया जाता है, तो इसकी स्थिति का वर्णन इन दो विशेषताओं के मिश्रण से किया जाता है। इसलिए, बिल्ली, पढ़ें - एक परमाणु का नाभिक, जीवित और मृत दोनों है। और यह बिल्कुल असंभव है. इसका मतलब यह है कि क्वांटम यांत्रिकी में कुछ नियमों का अभाव है जो उन स्थितियों को निर्धारित करते हैं जिनके तहत बिल्ली का भाग्य स्पष्ट रूप से स्पष्ट होता है।

श्रोडिंगर की बिल्ली: किस्में

यह आश्चर्य की बात नहीं है कि स्टील के बक्से में पौराणिक बिल्ली के साथ जो हो रहा है उसका अर्थ कई व्याख्याएं हैं।

• कोपेनहेगन किस्म

क्वांटम यांत्रिकी की कोपेनहेगन व्याख्या है, जिसके लेखक नील्स बोह्र और वर्नर हाइजेनबर्ग हैं। इसके अनुसार, पर्यवेक्षक की परवाह किए बिना, बिल्ली दोनों अवस्थाओं में रहती है। आख़िरकार, निर्णायक क्षण तब नहीं होता जब दराज खुलती है, बल्कि तब होती है जब तंत्र चालू होता है। यानी, गैस से जानवर काफी समय पहले मर चुका है, लेकिन बक्सा अभी भी बंद है। दूसरे शब्दों में, कोपेनहेगन व्याख्या में कोई "मृत-जीवित" अवस्था नहीं है, क्योंकि यह एक डिटेक्टर द्वारा निर्धारित किया जाता है जो नाभिक के क्षय पर प्रतिक्रिया करता है।

• एवरेट किस्म

एक अनेक-विश्व व्याख्या, या एवरेट व्याख्या भी है। वह श्रोडिंगर की बिल्ली के साथ अनुभव की व्याख्या दो अलग-अलग के रूप में करती है मौजूदा दुनिया, जिसमें विभाजन उस समय होता है जब बॉक्स खोला जाता है। एक ब्रह्मांड में बिल्ली जीवित और स्वस्थ है, दूसरे ब्रह्मांड में वह प्रयोग से बच नहीं पाई।

• "क्वांटम आत्महत्या"

किसी न किसी तरह, बेचारी बिल्ली श्रोडिंगर को कई भौतिकविदों द्वारा "पीड़ा" दी गई थी। उदाहरण के लिए, कुछ लोगों ने जानवर के दृष्टिकोण से ही बिल्ली की स्थिति पर विचार करने का प्रस्ताव रखा - आखिरकार, वह दुनिया के सभी भौतिकविदों से बेहतर जानता है कि वह मर चुका है या जीवित है। सचमुच, आप उससे बहस नहीं कर सकते। इस दृष्टिकोण को "क्वांटम आत्महत्या" कहा जाता है और काल्पनिक रूप से आपको यह जांचने की अनुमति मिलती है कि इनमें से कौन सी व्याख्या सही है।

हर कोई अपनी किस्म का प्रजनन कर सकता है

यदि आप आधुनिक दृष्टि से देखें भौतिक विज्ञान, तो हम विश्वास के साथ कह सकते हैं कि शोध के पन्नों पर, श्रोडिंगर की लंबे समय से पीड़ित बिल्ली किसी भी अन्य जीवित व्यक्ति की तुलना में अधिक जीवित है। समय-समय पर, वैज्ञानिक इस प्रसिद्ध विरोधाभास के लिए अपने समाधान पेश करते हैं, और बहुत दिलचस्प विकास के ढांचे में अवधारणा भी विकसित करते हैं।

• "दूसरा डिब्बा"

उदाहरण के लिए, पिछले साल, येल विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने श्रोडिंगर की बिल्ली को उसकी घातक लुका-छिपी के लिए दूसरा बक्सा "दिया"। इस दृष्टिकोण के आधार पर, वैज्ञानिकों ने क्वांटम कंप्यूटर के संचालन के लिए आवश्यक प्रणाली का अनुकरण करने का प्रयास किया। आख़िरकार, जैसा कि आप जानते हैं, इस प्रकार की मशीन बनाने में मुख्य कठिनाइयों में से एक त्रुटियों को ठीक करने की आवश्यकता है। और, जैसा कि यह पता चला है, श्रोडिंगर की बिल्लियों का उपयोग अतिरिक्त क्वांटम जानकारी को प्रबंधित करने का एक आशाजनक तरीका है।

• "सूक्ष्म बिल्ली"

और अभी कुछ हफ़्ते पहले, क्वांटम ऑप्टिक्स के क्षेत्र में रूसी विशेषज्ञों के नेतृत्व में वैज्ञानिकों की एक अंतरराष्ट्रीय टीम, क्वांटम और शास्त्रीय दुनिया के बीच की सीमा की खोज में आगे बढ़ने के लिए सूक्ष्म श्रोडिंगर बिल्लियों को "प्रजनन" करने में कामयाब रही। इस प्रकार श्रोडिंगर की बिल्ली भौतिकविदों को विकसित होने में मदद करती है क्वांटम प्रौद्योगिकियाँसंचार और क्रिप्टोग्राफी.

श्रोडिंगर की बिल्ली एक पॉप संस्कृति स्टार है

अफ़्रीका स्टूडियो / शटरस्टॉक डॉट कॉम

यदि बिल्ली अपने मनहूस बक्से से बाहर नहीं निकल सकी, तो वह वैज्ञानिक अवधारणाओं और शोध के पन्नों की सीमाओं से बाहर निकलने में कामयाब रही। और कैसे!

कठिन भाग्य वाली एक रहस्यमयी बिल्ली का चरित्र लोकप्रिय संस्कृति के कार्यों में गहरी निरंतरता के साथ दिखाई देता है। इस प्रकार, श्रोडिंगर की बिल्ली टेरी प्रचेत, फ्रेड्रिक पोहल, डगलस एडम्स और दुनिया भर के अन्य लोगों की किताबों में दिखाई देती है। प्रसिद्ध लेखक. बेशक, "द बिग बैंग थ्योरी" और "डॉक्टर हू" जैसी लोकप्रिय टेलीविजन परियोजनाओं में बिल्ली का उल्लेख था। यह उल्लेख करने की आवश्यकता नहीं है कि श्रोडिंगर की बिल्ली की छवि लगातार वीडियो गेम और गाने के बोल में पाई जाती है। और इंटरनेट पोर्टल थिंकगीक ने पहले ही एक तरफ शिलालेख के साथ टी-शर्ट बेचकर बहुत पैसा कमाया है: "श्रोडिंगर की बिल्ली जीवित है", और दूसरी तरफ - "श्रोडिंगर की बिल्ली मर चुकी है।"

बिल्लियाँ इसे बेहतर ढंग से करती हैं

सहमत हूँ, आप देख सकते हैं अद्भुत बात: सबसे प्रसिद्ध वैज्ञानिक बिल्ली एक परिकल्पना के परीक्षण के लिए एक विज़ुअलाइज्ड मॉडल मात्र है। हालाँकि, इसमें पूंछ वाले पालतू जानवर की भागीदारी ने प्रयोग में महत्वपूर्ण मात्रा में कविता और आकर्षण जोड़ा। या शायद यह सिर्फ इतना है कि बिल्लियाँ सब कुछ बेहतर करती हैं? काफी संभव है।

और याद रखें: श्रोडिंगर के प्रयोग के परिणामस्वरूप, एक भी बिल्ली को नुकसान नहीं पहुँचाया गया।

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1935 में महान भौतिकशास्त्री नोबेल पुरस्कार विजेताऔर क्वांटम यांत्रिकी के संस्थापक इरविन श्रोडिंगर ने अपना प्रसिद्ध विरोधाभास तैयार किया।

वैज्ञानिक ने सुझाव दिया कि यदि आप एक निश्चित बिल्ली लेते हैं और उसे "राक्षसी मशीन" के साथ एक अपारदर्शी स्टील बॉक्स में रखते हैं, तो एक घंटे में वह एक ही समय में जीवित और मृत हो जाएगी। बॉक्स में तंत्र इस तरह दिखता है: गीजर काउंटर के अंदर एक रेडियोधर्मी पदार्थ की सूक्ष्म मात्रा होती है जो एक घंटे में केवल एक परमाणु में विघटित हो सकती है; साथ ही, समान संभावना के साथ इसका क्षय नहीं हो सकता है। यदि क्षय होता है, तो लीवर तंत्र काम करेगा और हथौड़ा हाइड्रोसिनेनिक एसिड के साथ बर्तन को तोड़ देगा और बिल्ली मर जाएगी; यदि कोई क्षय नहीं है, तो बर्तन बरकरार रहेगा, और बिल्ली जीवित और स्वस्थ रहेगी।

यदि हम बिल्ली और बक्से के बारे में नहीं, बल्कि उपपरमाण्विक कणों की दुनिया के बारे में बात कर रहे होते, तो वैज्ञानिक कहते कि बिल्ली एक ही समय में जीवित और मृत दोनों है, लेकिन स्थूल जगत में ऐसा निष्कर्ष गलत है। तो जब हम पदार्थ के छोटे कणों के बारे में बात कर रहे हैं तो हम ऐसी अवधारणाओं के साथ काम क्यों करते हैं?

श्रोडिंगर का चित्रण है सर्वोत्तम उदाहरणक्वांटम भौतिकी के मुख्य विरोधाभास का वर्णन करने के लिए: इसके नियमों के अनुसार, इलेक्ट्रॉन, फोटॉन और यहां तक ​​कि परमाणु जैसे कण एक ही समय में दो अवस्थाओं में मौजूद होते हैं ("जीवित" और "मृत", यदि आप लंबे समय से पीड़ित बिल्ली को याद करते हैं)। इन अवस्थाओं को सुपरपोज़िशन कहा जाता है।

अर्कांसस विश्वविद्यालय (अर्कांसस स्टेट यूनिवर्सिटी) के अमेरिकी भौतिक विज्ञानी आर्ट हॉब्सन ने इस विरोधाभास का समाधान प्रस्तावित किया।

"में माप क्वांटम भौतिकीकुछ स्थूल उपकरणों के संचालन पर आधारित हैं, जैसे कि गीजर काउंटर, जिसकी सहायता से सूक्ष्म प्रणालियों - परमाणुओं, फोटॉन और इलेक्ट्रॉनों की क्वांटम स्थिति निर्धारित की जाती है। क्वांटम सिद्धांत का तात्पर्य है कि यदि आप एक सूक्ष्म प्रणाली (कण) को किसी मैक्रोस्कोपिक डिवाइस से जोड़ते हैं जो सिस्टम की दो अलग-अलग स्थितियों को अलग करता है, तो डिवाइस (उदाहरण के लिए गीगर काउंटर) क्वांटम उलझाव की स्थिति में चला जाएगा और खुद को दो में भी पाएगा। एक ही समय में सुपरपोजिशन। हालाँकि, इस घटना को सीधे तौर पर देखना असंभव है, जो इसे अस्वीकार्य बनाता है, ”भौतिक विज्ञानी कहते हैं।

हॉब्सन का कहना है कि श्रोडिंगर के विरोधाभास में, बिल्ली एक स्थूल उपकरण, एक गीजर काउंटर की भूमिका निभाती है, जो उस नाभिक के क्षय या "गैर-क्षय" की स्थिति निर्धारित करने के लिए रेडियोधर्मी नाभिक से जुड़ा होता है। इस मामले में, एक जीवित बिल्ली "गैर-क्षय" का संकेतक होगी, और एक मृत बिल्ली क्षय का संकेतक होगी। लेकिन क्वांटम सिद्धांत के अनुसार, बिल्ली, नाभिक की तरह, जीवन और मृत्यु के दो सुपरपोज़िशन में मौजूद होनी चाहिए।

इसके बजाय, भौतिक विज्ञानी के अनुसार, बिल्ली की क्वांटम स्थिति को परमाणु की स्थिति से उलझाया जाना चाहिए, जिसका अर्थ है कि वे एक दूसरे के साथ "गैर-स्थानीय संबंध" में हैं। अर्थात्, यदि उलझी हुई वस्तुओं में से किसी एक की स्थिति अचानक विपरीत में बदल जाती है, तो उसके जोड़े की स्थिति भी बदल जाएगी, चाहे वे एक-दूसरे से कितनी भी दूर क्यों न हों। ऐसा करने में, हॉब्सन इस क्वांटम सिद्धांत को संदर्भित करता है।

"क्वांटम उलझाव के सिद्धांत के बारे में सबसे दिलचस्प बात यह है कि दोनों कणों की स्थिति में परिवर्तन तुरंत होता है: किसी भी प्रकाश या विद्युत चुम्बकीय संकेत के पास एक सिस्टम से दूसरे सिस्टम तक जानकारी प्रसारित करने का समय नहीं होगा। इस प्रकार, हम कह सकते हैं कि यह एक वस्तु है अंतरिक्ष को दो भागों में विभाजित किया गया है, चाहे उनके बीच की दूरी कितनी भी अधिक क्यों न हो,'' हॉब्सन बताते हैं।

श्रोडिंगर की बिल्ली अब एक ही समय में जीवित और मृत नहीं है। यदि विघटन होता है तो वह मृत है, और यदि विघटन कभी नहीं होता है तो वह जीवित है।

आइए हम जोड़ते हैं कि इस विरोधाभास के समान समाधान पिछले तीस वर्षों में वैज्ञानिकों के तीन और समूहों द्वारा प्रस्तावित किए गए थे, लेकिन उन्हें गंभीरता से नहीं लिया गया और व्यापक वैज्ञानिक हलकों में किसी का ध्यान नहीं गया। हॉब्सन का कहना है कि क्वांटम यांत्रिकी के विरोधाभासों को हल करना, कम से कम सैद्धांतिक रूप से, इसकी गहरी समझ के लिए नितांत आवश्यक है।

हम सभी ने प्रसिद्ध श्रोडिंगर की बिल्ली के बारे में सुना है, लेकिन क्या हम जानते हैं कि वह वास्तव में किस प्रकार की बिल्ली है? आइए इसका पता लगाएं और बात करने का प्रयास करें प्रसिद्ध बिल्लीश्रोडिंगर सरल शब्दों में.

श्रोडिंगर की बिल्ली क्वांटम यांत्रिकी के संस्थापकों में से एक इरविन श्रोडिंगर द्वारा किया गया एक प्रयोग है। इसके अलावा, यह कोई सामान्य शारीरिक प्रयोग नहीं है, बल्कि मानसिक.

यह स्वीकार करना होगा कि इरविन श्रोडिंगर बहुत समृद्ध कल्पनाशक्ति वाले व्यक्ति थे।

तो प्रयोग करने के लिए हमारे पास काल्पनिक आधार क्या है? वहाँ एक बक्से में एक बिल्ली रखी हुई है। बॉक्स में एक गीगर काउंटर भी होता है जिसमें बहुत कम मात्रा में रेडियोधर्मी सामग्री होती है। पदार्थ की मात्रा इतनी होती है कि एक घंटे के भीतर एक परमाणु के क्षय होने और न क्षय होने की संभावना समान होती है। यदि परमाणु सड़ जाता है, तो एक विशेष तंत्र सक्रिय हो जाएगा जो हाइड्रोसायनिक एसिड वाले फ्लास्क को तोड़ देगा, और बेचारी बिल्ली मर जाएगी। यदि विघटन नहीं होता है, तो बिल्ली बॉक्स में चुपचाप बैठी रहेगी और सॉसेज के बारे में सपने देखती रहेगी।

श्रोडिंगर की बिल्ली का सार क्या है? ऐसा अवास्तविक अनुभव लेकर क्यों आएं?

प्रयोग के नतीजों के मुताबिक, बक्सा खोलने पर ही हमें पता चलता है कि बिल्ली जिंदा है या नहीं। क्वांटम यांत्रिकी के दृष्टिकोण से, एक बिल्ली (पदार्थ के एक परमाणु की तरह) एक साथ दो अवस्थाओं में होती है - एक ही समय में जीवित और मृत दोनों। यह श्रोडिंगर की बिल्ली का प्रसिद्ध विरोधाभास है।

स्वाभाविक रूप से, यह नहीं हो सकता. इरविन श्रोडिंगर ने उपपरमाण्विक से स्थूल प्रणालियों में संक्रमण में क्वांटम यांत्रिकी की अपूर्णता को दिखाने के लिए यह विचार प्रयोग किया।

यहाँ श्रोडिंगर का अपना सूत्रीकरण है:

आप ऐसे मामले भी बना सकते हैं जिनमें काफी बोझिलता हो। कुछ बिल्लियों को निम्नलिखित शैतानी मशीन के साथ एक स्टील चैंबर में बंद कर दिया जाए (जो बिल्ली के हस्तक्षेप की परवाह किए बिना मौजूद होनी चाहिए): गीगर काउंटर के अंदर थोड़ी मात्रा में रेडियोधर्मी पदार्थ होता है - इतना छोटा कि एक घंटे में केवल एक परमाणु ही क्षय हो सकता है , लेकिन उसी संभावना के साथ विघटित नहीं हो सकता है; यदि ऐसा होता है, तो रीडिंग ट्यूब डिस्चार्ज हो जाती है और रिले सक्रिय हो जाता है, जिससे हथौड़ा छूट जाता है, जो हाइड्रोसायनिक एसिड के साथ फ्लास्क को तोड़ देता है।

यदि हम इस पूरे सिस्टम को एक घंटे के लिए अपने ऊपर छोड़ दें तो हम कह सकते हैं कि बिल्ली इस समय के बाद भी जीवित रहेगी, जब तक कि परमाणु विघटित न हो जाए। परमाणु का पहला विघटन ही बिल्ली को जहर दे देगा। समग्र रूप से सिस्टम का पीएसआई-फ़ंक्शन एक जीवित और एक मृत बिल्ली (अभिव्यक्ति को क्षमा करें) को समान भागों में मिलाकर या धुंधला करके इसे व्यक्त करेगा। में विशिष्ट इसी तरह के मामलेक्या वह अनिश्चितता, जो मूल रूप से परमाणु जगत तक सीमित थी, स्थूल अनिश्चितता में बदल जाती है, जिसे प्रत्यक्ष अवलोकन के माध्यम से समाप्त किया जा सकता है। यह हमें वास्तविकता को प्रतिबिंबित करने वाले "धुंधले मॉडल" को स्वीकार करने से रोकता है। इसका अपने आप में कोई अस्पष्ट या विरोधाभासी मतलब नहीं है। धुंधली या फोकस से बाहर की तस्वीर और बादलों या कोहरे की तस्वीर के बीच अंतर है।

इस प्रयोग में एक निश्चित सकारात्मक बात यह है कि इसके दौरान एक भी जानवर को नुकसान नहीं पहुँचाया गया।

अंत में, सामग्री को समेकित करने के लिए, हमारा सुझाव है कि आप अच्छी पुरानी श्रृंखला "द बिग बैंग थ्योरी" का एक वीडियो देखें।

और यदि आपके पास अचानक प्रश्न हों या आपके शिक्षक ने आपसे क्वांटम यांत्रिकी पर कोई समस्या पूछी हो, तो कृपया संपर्क करें। हम सब मिलकर सभी मुद्दों को बहुत तेजी से हल करेंगे!

निश्चित रूप से आपने एक से अधिक बार सुना होगा कि "श्रोडिंगर की बिल्ली" जैसी कोई घटना होती है। लेकिन यदि आप भौतिक विज्ञानी नहीं हैं, तो सबसे अधिक संभावना है कि आपके पास केवल एक अस्पष्ट विचार है कि यह किस प्रकार की बिल्ली है और इसकी आवश्यकता क्यों है।
"श्रोडिंगर की बिल्ली" प्रसिद्ध ऑस्ट्रियाई सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी इरविन श्रोडिंगर के प्रसिद्ध विचार प्रयोग का नाम है, जो नोबेल पुरस्कार विजेता भी हैं। इस काल्पनिक प्रयोग की सहायता से वैज्ञानिक उपपरमाण्विक प्रणालियों से स्थूल प्रणालियों में संक्रमण में क्वांटम यांत्रिकी की अपूर्णता को दिखाना चाहते थे।
यह लेख बिल्ली और क्वांटम यांत्रिकी के बारे में श्रोडिंगर के सिद्धांत के सार को सरल शब्दों में समझाने का एक प्रयास है, ताकि यह उस व्यक्ति के लिए भी सुलभ हो जिसके पास उच्च तकनीकी शिक्षा नहीं है। लेख में प्रयोग की विभिन्न व्याख्याएँ भी प्रस्तुत की जाएंगी, जिनमें टीवी श्रृंखला "द बिग बैंग थ्योरी" भी शामिल है।
सामग्री:
1. प्रयोग का विवरण
2. सरल शब्दों में व्याख्या
3. बिग बैंग थ्योरी से वीडियो
4. समीक्षाएँ और टिप्पणियाँ
प्रयोग का विवरण
इरविन श्रोडिंगर का मूल लेख 1935 में प्रकाशित हुआ था। इसमें तुलना या मानवीकरण की तकनीक का उपयोग करके प्रयोग का वर्णन किया गया था:

आप ऐसे मामले भी बना सकते हैं जिनमें काफी बोझिलता हो। किसी बिल्ली को निम्नलिखित शैतानी मशीन के साथ एक स्टील चैंबर में बंद कर दिया जाए (जो कि बिल्ली के हस्तक्षेप की परवाह किए बिना होना चाहिए): गीगर काउंटर के अंदर थोड़ी मात्रा में रेडियोधर्मी पदार्थ होता है, इतना छोटा कि एक घंटे में केवल एक परमाणु ही क्षय हो सकता है, लेकिन उसी संभावना के साथ विघटित नहीं हो सकता; यदि ऐसा होता है, तो रीडिंग ट्यूब डिस्चार्ज हो जाती है और रिले सक्रिय हो जाता है, जिससे हथौड़ा छूट जाता है, जो हाइड्रोसायनिक एसिड के साथ फ्लास्क को तोड़ देता है।
यदि हम इस पूरे सिस्टम को एक घंटे के लिए अपने ऊपर छोड़ दें तो हम कह सकते हैं कि बिल्ली इस समय के बाद भी जीवित रहेगी, जब तक कि परमाणु विघटित न हो जाए। परमाणु का पहला विघटन ही बिल्ली को जहर दे देगा। समग्र रूप से सिस्टम का पीएसआई-फ़ंक्शन एक जीवित और एक मृत बिल्ली (अभिव्यक्ति को क्षमा करें) को समान भागों में मिलाकर या धुंधला करके इसे व्यक्त करेगा। ऐसे मामलों में जो विशेषता है वह यह है कि मूल रूप से परमाणु दुनिया तक सीमित अनिश्चितता स्थूल अनिश्चितता में बदल जाती है, जिसे प्रत्यक्ष अवलोकन द्वारा समाप्त किया जा सकता है। यह हमें वास्तविकता को प्रतिबिंबित करने वाले "धुंधले मॉडल" को स्वीकार करने से रोकता है। इसका अपने आप में कोई अस्पष्ट या विरोधाभासी मतलब नहीं है। धुंधली या फोकस से बाहर की तस्वीर और बादलों या कोहरे की तस्वीर के बीच अंतर है।
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दूसरे शब्दों में:
1. वहाँ एक बक्सा और एक बिल्ली है। बॉक्स में एक तंत्र होता है जिसमें एक रेडियोधर्मी परमाणु नाभिक और जहरीली गैस का एक कंटेनर होता है। प्रायोगिक मापदंडों का चयन इसलिए किया गया ताकि 1 घंटे में परमाणु क्षय की संभावना 50% हो। यदि नाभिक विघटित हो जाता है, तो गैस का एक कंटेनर खुल जाता है और बिल्ली मर जाती है। यदि नाभिक का क्षय नहीं होता है, तो बिल्ली जीवित और स्वस्थ रहती है।
2. हम बिल्ली को एक बक्से में बंद करते हैं, एक घंटा प्रतीक्षा करते हैं और खुद से पूछते हैं: क्या बिल्ली जीवित है या मर गई है?
3. क्वांटम यांत्रिकी हमें यह बताती प्रतीत होती है कि परमाणु नाभिक (और इसलिए बिल्ली) एक साथ सभी संभावित अवस्थाओं में है (क्वांटम सुपरपोज़िशन देखें)। बॉक्स खोलने से पहले, कैट-कोर सिस्टम 50% की संभावना के साथ "नाभिक क्षय हो गया है, बिल्ली मर गई है" स्थिति में है और "नाभिक क्षय नहीं हुआ है, बिल्ली जीवित है" स्थिति में है 50% की संभावना. पता चला कि डिब्बे में बैठी बिल्ली एक ही समय में जीवित और मृत दोनों है।
4. आधुनिक कोपेनहेगन व्याख्या के अनुसार, बिल्ली बिना किसी मध्यवर्ती अवस्था के जीवित/मृत है। और नाभिक की क्षय अवस्था का चुनाव बॉक्स खोलने के समय नहीं होता है, बल्कि तब भी होता है जब नाभिक डिटेक्टर में प्रवेश करता है। क्योंकि "कैट-डिटेक्टर-न्यूक्लियस" प्रणाली के तरंग फ़ंक्शन की कमी बॉक्स के मानव पर्यवेक्षक से जुड़ी नहीं है, बल्कि न्यूक्लियस के डिटेक्टर-पर्यवेक्षक से जुड़ी है।

सरल शब्दों में व्याख्या
क्वांटम यांत्रिकी के अनुसार, यदि किसी परमाणु के नाभिक का अवलोकन नहीं किया जाता है, तो उसकी स्थिति को दो अवस्थाओं के मिश्रण से वर्णित किया जाता है - एक क्षयकारी नाभिक और एक अविघटित नाभिक, इसलिए, एक बिल्ली एक बक्से में बैठी है और एक परमाणु के नाभिक का मानवीकरण कर रही है। एक ही समय में जीवित और मृत दोनों है। यदि बॉक्स खोला जाता है, तो प्रयोगकर्ता केवल एक विशिष्ट स्थिति देख सकता है - "नाभिक क्षय हो गया है, बिल्ली मर गई है" या "नाभिक क्षय नहीं हुआ है, बिल्ली जीवित है।"
मानव भाषा में सार: श्रोडिंगर के प्रयोग से पता चला कि, क्वांटम यांत्रिकी के दृष्टिकोण से, बिल्ली जीवित और मृत दोनों है, जो नहीं हो सकती। इसलिए, क्वांटम यांत्रिकी में महत्वपूर्ण खामियां हैं।
सवाल यह है: कब एक प्रणाली दो राज्यों के मिश्रण के रूप में अस्तित्व में रहना बंद कर देती है और एक विशिष्ट राज्य को चुनती है? प्रयोग का उद्देश्य यह दिखाना है कि क्वांटम यांत्रिकी कुछ नियमों के बिना अधूरी है जो इंगित करती है कि किन परिस्थितियों में तरंग फ़ंक्शन ढह जाता है, और बिल्ली या तो मृत हो जाती है या जीवित रहती है, लेकिन दोनों का मिश्रण नहीं रह जाती है। चूँकि यह स्पष्ट है कि एक बिल्ली को या तो जीवित या मृत होना चाहिए (जीवन और मृत्यु के बीच कोई मध्यवर्ती स्थिति नहीं है), यह परमाणु नाभिक के लिए समान होगा। यह या तो क्षयग्रस्त या अविक्षत होना चाहिए (विकिपीडिया)।
बिग बैंग थ्योरी से वीडियो
श्रोडिंगर के विचार प्रयोग की एक और हालिया व्याख्या एक कहानी है जो बिग बैंग थ्योरी के चरित्र शेल्डन कूपर ने अपने कम शिक्षित पड़ोसी पेनी को बताई थी। शेल्डन की कहानी का मुद्दा यह है कि श्रोडिंगर की बिल्ली की अवधारणा को मानवीय रिश्तों पर लागू किया जा सकता है। यह समझने के लिए कि एक पुरुष और एक महिला के बीच क्या हो रहा है, उनके बीच किस तरह का रिश्ता है: अच्छा या बुरा, आपको बस बॉक्स खोलने की जरूरत है। तब तक रिश्ता अच्छा भी होता है और बुरा भी।
नीचे शेल्डन और पेनिया के बीच इस बिग बैंग थ्योरी एक्सचेंज का एक वीडियो क्लिप है।
क्या प्रयोग के परिणामस्वरूप बिल्ली जीवित रही?
उन लोगों के लिए जिन्होंने लेख को ध्यान से नहीं पढ़ा, लेकिन अभी भी बिल्ली के बारे में चिंतित हैं, अच्छी खबर: चिंता न करें, हमारे आंकड़ों के अनुसार, यह एक पागल ऑस्ट्रियाई भौतिक विज्ञानी के विचार प्रयोग का परिणाम है।
किसी बिल्ली को चोट नहीं आई

विश्वकोश यूट्यूब

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  दरअसल, हॉकिंग और कई अन्य भौतिकविदों की राय है कि पर्यवेक्षक की भूमिका पर जोर देने में क्वांटम यांत्रिकी की कोपेनहेगन स्कूल की व्याख्या अनुचित है। इस मुद्दे पर भौतिकविदों के बीच अंतिम एकता अभी भी हासिल नहीं हो पाई है।

  समय के प्रत्येक क्षण में दुनिया का समानांतरीकरण एक वास्तविक गैर-नियतात्मक ऑटोमेटन से मेल खाता है, एक संभाव्य के विपरीत, जब प्रत्येक चरण में से एक होता है संभावित तरीकेउनकी संभावना पर निर्भर करता है।

  विग्नर का विरोधाभास

  यह श्रोडिंगर के प्रयोग का एक जटिल संस्करण है। यूजीन विग्नर ने "मित्रों" की श्रेणी की शुरुआत की। प्रयोग पूरा करने के बाद, प्रयोगकर्ता बॉक्स खोलता है और उसे एक जीवित बिल्ली दिखाई देती है। बक्सा खोलते समय बिल्ली का राज्य वेक्टर इस स्थिति में चला जाता है "नाभिक का क्षय नहीं हुआ है, बिल्ली जीवित है।" इस प्रकार प्रयोगशाला में बिल्ली को जीवित मान लिया गया। बाहर प्रयोगशाला है दोस्त. दोस्तअभी तक यह नहीं पता कि बिल्ली जिंदा है या मर गयी. दोस्तबिल्ली को जीवित तभी पहचानता है जब प्रयोगकर्ता उसे प्रयोग का परिणाम बताता है। लेकिन बाकी सभी लोग दोस्तबिल्ली को अभी तक जीवित नहीं पहचाना गया है, और केवल तभी पहचाना जाएगा जब उन्हें प्रयोग के परिणाम के बारे में सूचित किया जाएगा। इस प्रकार, बिल्ली को केवल तभी पूरी तरह से जीवित (या पूरी तरह से मृत) के रूप में पहचाना जा सकता है जब ब्रह्मांड के सभी लोगों को प्रयोग का परिणाम पता हो। इस क्षण तक, बिग यूनिवर्स के पैमाने पर, विग्नर के अनुसार, बिल्ली एक ही समय में जीवित और मृत रहती है।

  प्रायोगिक उपयोग

  उपरोक्त का उपयोग व्यवहार में किया जाता है: क्वांटम कंप्यूटिंग और क्वांटम क्रिप्टोग्राफी में। दो अवस्थाओं के सुपरपोजिशन में एक प्रकाश संकेत फाइबर-ऑप्टिक केबल के साथ भेजा जाता है। यदि हमलावर बीच में कहीं केबल से जुड़ते हैं और प्रेषित जानकारी पर नजर रखने के लिए वहां सिग्नल टैप करते हैं, तो इससे तरंग फ़ंक्शन ध्वस्त हो जाएगा (कोपेनहेगन व्याख्या के दृष्टिकोण से, एक अवलोकन किया जाएगा) और प्रकाश किसी एक राज्य में जाएगा। केबल के प्राप्त सिरे पर प्रकाश का सांख्यिकीय परीक्षण करके, यह पता लगाना संभव होगा कि क्या प्रकाश सुपरपोज़िशन अवस्था में है या पहले ही देखा जा चुका है और किसी अन्य बिंदु पर प्रसारित हो चुका है। इससे संचार के ऐसे साधन बनाना संभव हो जाता है जो न पहचाने जा सकने वाले सिग्नल अवरोधन और छिपकर बातें सुनने को बाहर कर देते हैं।

  प्रयोग (जो सैद्धांतिक रूप से किया जा सकता है, हालांकि बड़ी मात्रा में जानकारी प्रसारित करने में सक्षम क्वांटम क्रिप्टोग्राफी सिस्टम अभी तक नहीं बनाए गए हैं) यह भी दर्शाता है कि कोपेनहेगन व्याख्या में "अवलोकन" का पर्यवेक्षक की चेतना से कोई लेना-देना नहीं है, चूँकि इस मामले में केबल के अंत तक आँकड़ों में परिवर्तन तार की पूरी तरह से निर्जीव शाखा की ओर ले जाता है।