Cu siguranță ați auzit de mai multe ori că există un astfel de fenomen ca „Pisica lui Schrödinger”. Dar dacă nu sunteți fizician, atunci, cel mai probabil, vă imaginați doar de la distanță ce fel de pisică este și de ce este nevoie.
« Pisica lui Shroedinger„- acesta este numele celebrului experiment de gândire al celebrului fizician teoretic austriac Erwin Schrödinger, care este și câștigător al Premiului Nobel. Cu această experiență fictivă, omul de știință a dorit să arate incompletitudinea mecanicii cuantice în tranziția de la sistemele subatomice la sistemele macroscopice.
În acest articol, se încearcă explicarea în cuvinte simple a esenței teoriei lui Schrödinger despre pisică și mecanica cuantică, astfel încât aceasta să fie accesibilă unei persoane care nu are studii superioare. Articolul va prezenta, de asemenea, diverse interpretări ale experimentului, inclusiv cele din seria „The Big Bang Theory”.
Descrierea experimentului
Articolul original al lui Erwin Schrödinger a fost publicat în 1935. În cadrul acestuia, experimentul a fost descris folosind sau chiar uzurparea identității:
De asemenea, puteți construi cazuri în care burlescul este suficient. Lăsați o pisică să fie blocată într-o cameră de oțel împreună cu următoarea mașină diabolică (care ar trebui să fie independentă de intervenția pisicii): în tejgheaua Geiger există o cantitate mică de substanță radioactivă, atât de mică încât doar un atom se poate descompune într-o oră , dar cu aceeași probabilitate s-ar putea să nu se dezintegreze; dacă se întâmplă acest lucru, tubul de citire este descărcat și releul este declanșat, eliberând ciocanul, care rupe conul cu acid cianhidric.
Dacă lăsăm întregul sistem în sine pentru o oră, atunci putem spune că pisica va fi în viață după acest timp, atâta timp cât nu se produce degradarea atomului. Chiar prima degradare a unui atom ar fi otrăvit pisica. Funcția psi a sistemului în ansamblu va exprima acest lucru amestecând sau murdărind pisica vie și moartă (îmi pare rău pentru expresie) în părți egale. Tipic în astfel de cazuri este că incertitudinea, limitată inițial la lumea atomică, se transformă în incertitudine macroscopică, care poate fi eliminată prin observare directă. Acest lucru ne împiedică să acceptăm naiv „modelul de estompare” ca reflectând realitatea. În sine, acest lucru nu înseamnă nimic neclar sau contradictoriu. Există o diferență între o fotografie neclară sau defocalizată și o fotografie cu nori sau ceață.
Cu alte cuvinte:
- Există o cutie și o pisică. Cutia conține un mecanism care conține un nucleu atomic radioactiv și un recipient cu gaz otrăvitor. Parametrii experimentului au fost selectați astfel încât probabilitatea decăderii nucleare în 1 oră să fie de 50%. Dacă nucleul se dezintegrează, se deschide un recipient cu gaz și pisica moare. Dacă nucleul nu se descompune, pisica rămâne vie și sănătoasă.
- Închidem pisica într-o cutie, așteptăm o oră și ne întrebăm: pisica este vie sau moartă?
- Mecanica cuantică, cum ar fi, ne spune că nucleul atomic (și, prin urmare, pisica) se află simultan în toate stările posibile (a se vedea suprapunerea cuantică). Înainte de a deschide cutia, sistemul „miez de pisică” se află în starea „nucleul s-a descompus, pisica este moartă” cu o probabilitate de 50% și în starea „nucleul nu s-a descompus, pisica este în viață” cu o probabilitate de 50%. Se pare că pisica care stă în cutie este în viață și moartă în același timp.
- Conform interpretării moderne de la Copenhaga, pisica este vie / moartă fără stări intermediare. Și alegerea stării de degradare nucleară nu are loc în momentul deschiderii cutiei, ci și atunci când nucleul intră în detector. Deoarece reducerea funcției de undă a sistemului "pisică-detector-nucleu" nu este asociată cu observatorul uman al cutiei, ci este asociată cu detectorul-observator al nucleului.
Explicație în cuvinte simple
Conform mecanicii cuantice, dacă nu se face o observație asupra nucleului unui atom, atunci starea sa este descrisă prin amestecarea a două stări - un nucleu dezintegrat și un nucleu nedezintegrat, prin urmare, o pisică așezată într-o cutie și personificând nucleul unui atom este în același timp viu și mort. Dacă cutia este deschisă, atunci experimentatorul poate vedea o singură stare specifică - „nucleul s-a descompus, pisica este moartă” sau „nucleul nu s-a descompus, pisica este vie”.
Esența limbajului uman: Experimentul lui Schrödinger a arătat că, din punctul de vedere al mecanicii cuantice, pisica este atât vie, cât și moartă, ceea ce nu poate fi. În consecință, mecanica cuantică are defecte semnificative.
Întrebarea este: când sistemul încetează să mai existe ca un amestec de două stări și alege una specifică? Scopul experimentului este de a arăta că mecanica cuantică este incompletă fără unele reguli care indică în ce condiții se produce prăbușirea funcției undei, iar pisica fie devine moartă, fie rămâne în viață, dar încetează să mai fie un amestec al ambelor. Deoarece este clar că o pisică trebuie să fie în mod necesar vie sau moartă (nu există o stare intermediară între viață și moarte), acest lucru va fi același pentru nucleul atomic. Trebuie să fie dezintegrat sau neintegrat (Wikipedia).
Videoclip din „The Big Bang Theory”
O altă interpretare recentă a experimentului de gândire al lui Schrödinger este o poveste a lui Sheldon Cooper, eroul teoriei Big Bang, pe care a recitat-o pentru vecinul mai puțin educat al lui Penny. Esența poveștii lui Sheldon este că conceptul de pisică Schrödinger poate fi aplicat în relațiile dintre oameni. Pentru a înțelege ce se întâmplă între un bărbat și o femeie, ce fel de relație între ei: bine sau rău, trebuie doar să deschizi cutia. Înainte de aceasta, relația este atât bună, cât și rea în același timp.
Mai jos este un videoclip al acestui dialog Teoria Big Bang-ului dintre Sheldon și Singing.
Pisica este încă în viață ca urmare a experimentului?
Pentru cei care citesc neatenți articolul, dar totuși își fac griji pentru pisică - o veste bună: nu vă faceți griji, conform datelor noastre, ca urmare a unui experiment de gândire al unui fizician austriac nebun.
Nici o pisică nu a fost rănită
„Pisica lui Schrödinger” este numele unui experiment de gândire distractiv, organizat, după cum probabil ați ghicit deja, de Schrödinger, sau mai degrabă de câștigătorul Premiului Nobel pentru fizică, omul de știință austriac Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger. Wikipedia definește experimentul astfel: cutia conține un mecanism care conține un nucleu radioactiv și un container cu gaz otrăvitor. Parametrii experimentului sunt selectați astfel încât probabilitatea ca nucleul să se descompună în 1 oră să fie de 50%. Dacă nucleul se descompune, acesta activează mecanismul - un container cu gaz se deschide.și pisica moare.
Conform mecanicii cuantice, dacă nu se face nicio observație asupra nucleului, atunci starea sa este descrisă printr-o suprapunere (amestecare) a două stări - un nucleu dezintegrat și un nucleu nerezolvat, prin urmare, o pisică așezată într-o cutie este atât vie, cât și moartă. in acelasi timp. Dacă cutia este deschisă, atunci experimentatorul este obligat să vadă o singură stare specifică: „nucleul s-a dezintegrat, pisica este moartă”, sau „nucleul nu s-a dezintegrat, pisica este vie”.
Se pare că la ieșire avem o pisică vie sau moartă, totuși, în potențial, pisica este atât vie, cât și moartă în același timp. Astfel, Schrödinger a încercat să demonstreze limitările mecanicii cuantice, fără a-i aplica anumite reguli.
Interpretarea de la Copenhaga a fizicii cuantice - și în special a acestui experiment - indică faptul că o pisică dobândește proprietățile uneia dintre fazele potențiale (viu-mort) numai după ce observatorul intervine în proces.
Adică, atunci când un anumit Schrödinger deschide sertarul, va trebui să taie cârnați sau să cheme medicul veterinar cu certitudine absolută. Pisica va fi cu siguranță vie sau moartă brusc. Dar atâta timp cât nu există un observator în acest proces - o persoană specifică care posedă avantaje indubitabile sub formă de vedere și, cel puțin, conștiință clară - pisica va fi într-o stare suspendată „între cer și pământ”.
Vechea parabolă a unei pisici care merge de la sine capătă noi nuanțe în acest context. Fără îndoială, pisica lui Schrödinger nu este cea mai prosperă creatură din univers. Să-i dorim pisicii un rezultat de succes pentru el și să apelăm la o altă problemă amuzantă din lumea misterioasă și uneori nemiloasă a mecanicii cuantice.
Sună așa: „Ce sunet scoate un copac care cade în pădure dacă nu există nicio persoană în apropiere care să poată percepe acest sunet?” Aici, spre deosebire de soarta alb-negru a unei pisici nefericite / fericite, ne confruntăm cu o paletă multicoloră de speculații: nu există sunet / există un sunet, ce este, dacă este, și dacă este nu este, atunci de ce? Este imposibil să răspunzi la această întrebare dintr-un motiv foarte simplu - imposibilitatea realizării unui experiment. La urma urmei, orice experiment implică prezența unui observator care este capabil să perceapă și să tragă concluzii.
Celebrul scriitor argentinian Julio Kartazar, un reprezentant de seamă al „realismului magic”, are o scurtă poveste despre modul în care mobilierul de birou, lăsat fără observator, se mișcă în jurul biroului, ca și când ar folosi timpul liber pentru a întinde membrele „rigide”.
Adică este imposibil să presupunem ce se întâmplă cu obiectele realității din jurul nostru în absența noastră. Și dacă este imposibil de perceput, atunci nu există. De îndată ce părăsim camera, tot conținutul ei, împreună cu camera în sine, încetează să mai existe sau, mai exact, continuă să existe doar în potențial.
În același timp, există un incendiu sau o inundație, furt de echipamente sau intruși. Mai mult, există și în ea, în diferite stări potențiale. Una o plimb prin cameră și fluieră o melodie stupidă, alta o privesc cu tristețe la fereastră, a treia vorbește cu soția lui la telefon. Chiar și moartea noastră bruscă sau vestea bună sub forma unui apel telefonic neașteptat trăiește în ea.
Imaginați-vă pentru o clipă toate posibilitățile ascunse în spatele ușii. Acum imaginați-vă că întreaga noastră lume este doar o colecție de astfel de potențiale nerealizate. Amuzant, nu-i așa?
Cu toate acestea, aici apare o întrebare logică: și ce? Da - amuzant, da - interesant, dar ce face, de fapt, diferența? Știința tace modest despre acest lucru. Pentru fizica cuantică, o astfel de cunoaștere deschide noi căi în înțelegerea Universului și a mecanismelor sale, dar pentru noi, oameni departe de marile descoperiri științifice, astfel de informații par a fi inutile.
Dar cum este - la nimic!? La urma urmei, dacă eu, muritor, exist în această lume, atunci eu, nemuritor, exist într-o altă lume! Dacă viața mea constă într-o serie de eșecuri și dezamăgiri, atunci undeva unde există - norocos și fericit? De fapt, nu există nimic în afara senzațiilor noastre, la fel cum nu există loc până când am intrat în ea. Organele noastre de percepție ne înșeală doar pictând în creier o imagine a lumii „din jurul nostru”. Ceea ce este de fapt în afara noastră rămâne un mister în spatele a șapte pecete.
Pisica lui Schrödinger este cea mai misterioasă dintre toate focile, pisicile, pisicile, pisicile pe care omenirea le adoră atât de mult. Videoclipurile virale „cu pisici” sunt împrăștiate pe World Wide Web, cu milioane de vizionări zilnice, iar imaginile cu pisoi drăguți de pe panouri publicitare ne pot face să cumpărăm orice produs. În domeniul popularizării științei, există și eroi cu dungi de mustață. Mai exact, una este pisica lui Schrödinger. Probabil că ați auzit de asta, chiar dacă nu vă ocupați de probleme de mecanică cuantică. Deci, de ce timp de aproape o sută de ani faimoasa pisică a bântuit fizicienii și liricii și a devenit, de asemenea, unul dintre cele mai curioase obiecte ale culturii moderne de masă?
Pisica lui Schrödinger ca metaforă
Oricât ar parea de paradoxal, fizicianul teoretic austriac și câștigătorul Premiului Nobel Erwin Schrödinger este „tatăl” celei mai misterioase pisici, nu proprietarul. Dupa toate acestea Pisica lui Shroedinger este un experiment de gândire, un paradox teoretic și o metaforă cu adevărat uimitoare pentru descrierea suprapunerii cuantice.
A existat o pisică?
Întrebarea „A avut Schrödinger o pisică?” rămâne încă deschis. Deși, potrivit mai multor surse, într-una dintre primele ediții FizicăAzi există o fotografie a omului de știință cu pisica lui Milton. Pe de altă parte, în textul original al articolului din 1935, unde Erwin Schrödinger și-a descris ipoteticul experiment, nu este o pisică care apare deloc, ci o pisică (die Katze). De ce fizicianul a ales felina ca personaj principal al conceptului său? Cum a devenit o pisică o pisică? Aceste întrebări par destinate să rămână retorice.
Pisica lui Schrödinger este moartă cu 50%
Designua / shutterstock.comCu toate acestea, dacă animalul personal al cercetătorului a fost încă sursa de inspirație pentru cercetător, atunci, aparent, motivul pentru aceasta a fost o vază spartă de o pisică sau tapet deteriorat. Pentru că principalul lucru pe care îl face pisica lui Schrödinger în timpul experimentului este să fie încuiată într-o cutie de oțel și ... moare. Este adevărat, cu o probabilitate de 50%. Mai precis, pe lângă animalul sărac, un mecanism special este plasat în interiorul cutiei, conținând un nucleu radioactiv și un recipient cu gaz otrăvitor. Dacă nucleul se dezintegrează, atunci mecanismul este declanșat, iar pisica moare din gazul eliberat. Dacă nu funcționează, trăiește. Dar numai un observator care deschide cutia își poate afla soarta. Până atunci, pisica este în viață și moartă în același timp.
Mecanica cuantică nu este aceeași fără pisică
Întreaga situație, paradoxală la prima vedere, ilustrează clar una dintre prevederile mecanicii cuantice. Potrivit lui, nucleul atomic se află simultan în toate stările posibile: degradare și nu degradare. Dacă un atom nu este observat, atunci starea acestuia este descrisă printr-un amestec dintre aceste două caracteristici. Prin urmare, o pisică, citită - nucleul unui atom, este atât vie, cât și moartă. Și acest lucru este pur și simplu imposibil. Aceasta înseamnă că mecanicii cuantice nu are unele reguli care să determine condițiile în care soarta unei pisici este clară fără echivoc.
Pisica lui Schrödinger: soiuri
Nu este surprinzător faptul că sensul a ceea ce se întâmplă cu pisica mitică într-o cutie de oțel are mai multe interpretări.
- Soi Copenhaga
Există o interpretare de la Copenhaga a mecanicii cuantice de către Niels Bohr și Werner Heisenberg. Potrivit acesteia, pisica rămâne în ambele state, indiferent de observator. La urma urmei, momentul decisiv nu are loc atunci când cutia este deschisă, ci atunci când mecanismul este declanșat. Adică, în mod convențional, animalul a murit deja din cauza gazului cu mult timp în urmă, iar cutia este încă blocată. Cu alte cuvinte, în interpretarea de la Copenhaga nu există un stat „mort-viu”, deoarece este determinat de un detector care reacționează la dezintegrarea nucleară.
- Soiul Everett
Există, de asemenea, o interpretare multi-lume, sau interpretarea lui Everett. Ea interpretează experiența cu pisica lui Schrödinger ca două lumi existente separat, împărțindu-se în care are loc în momentul deschiderii cutiei. Într-un univers, pisica este vie și sănătoasă, în altul nu a supraviețuit experimentului.
- „Sinuciderea cuantică”
Într-un fel sau altul, biata pisică Schrödinger a fost „torturată” de mulți fizicieni. Unii, de exemplu, au sugerat să ia în considerare situația cu o pisică din punctul de vedere al animalului în sine - la urma urmei, el știe mai bine decât toți fizicienii din lume dacă este mort sau viu. Într-adevăr, nu poți să te certi. Această abordare se numește „sinucidere cuantică” și vă permite ipotetic să verificați care dintre aceste interpretări este corectă.
Toată lumea își poate crea propria varietate
Dacă te uiți la știința fizică modernă, atunci putem spune cu încredere că pe paginile de cercetare, pisica îndelung răbdătoare a lui Schrödinger este mai vie decât toate viețuitoarele. Din când în când, oamenii de știință își oferă soluțiile la acest bine-cunoscut paradox și, de asemenea, dezvoltă conceptul în cadrul unor dezvoltări foarte interesante.
- „A doua cutie”
De exemplu, anul trecut cercetătorii de la Universitatea Yale au „dat” pisicii lui Schrödinger o a doua cutie pentru ascunzătoarea sa mortală. Pe baza acestei abordări, oamenii de știință au încercat să simuleze sistemul necesar funcționării unui computer cuantic. La urma urmei, după cum știți, una dintre principalele dificultăți în crearea acestui tip de mașină este necesitatea de a corecta erorile. Și, după cum sa dovedit, atragerea pisicilor lui Schrödinger este o modalitate promițătoare de a gestiona informațiile cuantice în exces.
- „Microcat”
Și acum doar câteva săptămâni, o echipă internațională de oameni de știință condusă de specialiști ruși în domeniul opticii cuantice a reușit să „reproducă” pisici Schrödinger microscopice pentru a avansa în căutarea graniței dintre lumile cuantice și cele clasice. Astfel pisica lui Schrödinger îi ajută pe fizicieni să dezvolte tehnologii cuantice de comunicare și criptografie.
Pisica lui Schrödinger este o vedetă a culturii pop
Africa Studio / shutterstock.com
Dacă pisica nu poate scăpa din nefericita sa cutie, atunci a reușit să iasă din limitele conceptelor științifice și ale paginilor de cercetare. Si cum!
Personajul unei pisici misterioase cu o soartă dificilă apare cu o constanță de invidiat în lucrările culturii de masă. Așadar, pisica lui Schrödinger apare în cărțile lui Terry Pratchett, Fredrik Paul, Douglas Adams și a altor scriitori de renume mondial. Desigur, a fost menționată pisica în proiecte populare de televiziune precum „The Big Bang Theory” și „Doctor Who”. Ca să nu mai vorbim că imaginea pisicii lui Schrödinger este văzută constant în jocurile video și în versuri. ThinkGeek, pe de altă parte, a câștigat deja o avere vândând tricouri cu cuvintele „Pisica lui Schrödinger vie” pe de o parte și „Pisica lui Schrödinger este moartă” pe de altă parte.
Pisicile se descurcă mai bine
De acord, se poate observa un lucru uimitor: cea mai faimoasă pisică științifică este doar un model vizualizat pentru testarea unei ipoteze. Cu toate acestea, participarea animalului de companie cu coadă la acesta a dat experimentului o cantitate semnificativă de poezie și farmec. Sau poate doar că pisicile fac totul mai bine? Destul de posibil.
Și amintiți-vă: ca urmare a experimentului lui Schrödinger, nicio pisică nu a fost rănită.
Dacă găsiți o eroare, selectați o bucată de text și apăsați Ctrl + Enter.
Poate că unii dintre voi au auzit o astfel de frază ca „pisica lui Schrödinger”. Cu toate acestea, pentru majoritatea oamenilor, acest nume nu înseamnă nimic.
Dacă vă considerați un subiect gânditor și chiar vă prefaceți a fi un intelectual, atunci ar trebui să aflați cu siguranță care este pisica lui Schrödinger și de ce a devenit faimos în el.
Pisica lui Shroedinger Este un experiment de gândire propus de fizicianul teoretic austriac Erwin Schrödinger. Acest om de știință talentat a primit Premiul Nobel pentru fizică în 1933.
Prin celebrul său experiment, el a dorit să arate incompletitudinea mecanicii cuantice în tranziția de la sistemele subatomice la cele macroscopice.
Erwin Schrödinger a încercat să-și explice teoria cu exemplul original al unei pisici. Voia să o facă cât mai simplu posibil, astfel încât ideea lui să poată fi înțeleasă de orice persoană.
Indiferent dacă a reușit sau nu, veți afla citind articolul până la capăt.
Esența experimentului Pisica lui Schrödinger
Să presupunem că o anumită pisică este blocată într-o cameră de oțel împreună cu o astfel de mașină infernală (care trebuie protejată de intervenția directă a unei pisici): în ghișeul Geiger există o cantitate atât de mică de substanță radioactivă încât un singur atom poate să se descompună. într-o oră, dar cu aceeași probabilitate s-ar putea să nu se dezintegreze; dacă se întâmplă acest lucru, tubul de citire este descărcat și releul este declanșat, eliberând ciocanul, care rupe conul cu acid cianhidric.
Dacă lăsăm întregul sistem pentru sine o oră, atunci putem spune că pisica va fi în viață după acest timp, atâta timp cât nu se produce decăderea atomului.
Chiar prima descompunere a unui atom ar fi otrăvit pisica. Funcția psi a sistemului în ansamblu va exprima acest lucru amestecând sau murdărind pisica vie și moartă (îmi pare rău pentru expresie) în părți egale.
Tipic în astfel de cazuri este că incertitudinea, limitată inițial la lumea atomică, se transformă în incertitudine macroscopică, care poate fi eliminată prin observare directă.
Acest lucru ne împiedică să acceptăm naiv „modelul de estompare” ca reflectând realitatea. În sine, acest lucru nu înseamnă nimic neclar sau contradictoriu.
Există o diferență între o fotografie neclară sau defocalizată și o fotografie cu nori sau ceață.
Cu alte cuvinte, avem o cutie și o pisică. Cutia conține un dispozitiv cu un nucleu atomic radioactiv și un recipient cu gaz otrăvitor.
În cursul experimentului, probabilitatea decăderii sau a decăderii nucleului este egală cu 50%. Prin urmare, dacă se dezintegrează, animalul va muri, iar dacă nucleul nu se dezintegrează, pisica lui Schrödinger va rămâne în viață.
Închidem pisica într-o cutie și așteptăm o oră, reflectând asupra fragilității vieții.
Conform legilor mecanicii cuantice, nucleul (și, prin urmare, pisica în sine) poate fi simultan în toate stările posibile (a se vedea suprapunerea cuantică).
Până în momentul în care cutia este încă deschisă, sistemul „miez de pisică” își asumă două opțiuni pentru rezultatul evenimentelor: „decăderea nucleului - pisica este moartă” cu o probabilitate de 50% și „decăderea nucleul nu s-a întâmplat - pisica este vie "cu același grad de probabilitate.
Se pare că pisica lui Schrödinger așezată în cutie este vie și moartă în același timp.
Interpretarea de la Copenhaga spune că, în orice caz, pisica este vie și moartă în același timp. Alegerea decăderii nucleului nu vine atunci când deschidem cutia, ci și atunci când nucleul intră în detector.
Acest lucru se datorează faptului că reducerea funcției de undă a sistemului „pisică-detector-miez” nu este în niciun fel interconectată cu persoana care observă din lateral. Este direct legat de detectorul-observator al nucleului atomic.
Pisica lui Schrödinger în cuvinte simple
Conform legilor mecanicii cuantice, dacă nu există observații asupra nucleului atomic, acesta poate fi dual: adică decăderea se va întâmpla sau nu.
Din aceasta rezultă că o pisică într-o cutie și care reprezintă un nucleu poate fi atât vie, cât și moartă în același timp.
Dar în momentul în care observatorul decide să deschidă cutia, va putea vedea doar una dintre cele 2 stări posibile.
Dar acum apare o întrebare logică: când mai încetează sistemul să existe într-o formă duală?
Prin această experiență, Schrödinger a susținut că mecanica cuantică este incompletă fără reguli definite care să explice când funcția de undă se prăbușește.
Având în vedere faptul că pisica lui Schrödinger trebuie să devină mai devreme sau mai târziu fie vie, fie moartă, acest lucru va fi același pentru nucleul atomic: degradarea atomică va avea loc sau nu.
Esența experienței în limbajul uman
Schrödinger, folosind exemplul unei pisici, a vrut să arate că, conform mecanicii cuantice, un animal va fi în viață și mort în același timp. Acest lucru, de fapt, este imposibil, din care se concluzionează că mecanica cuantică are astăzi defecte semnificative.
Videoclip din „The Big Bang Theory”
Personajul serialului Sheldon Cooper a încercat să-i explice prietenului său „slab” esența experimentului Pisica lui Schrödinger. Pentru a face acest lucru, el a folosit exemplul unei relații între un bărbat și o femeie.
Pentru a afla ce fel de relație au, trebuie doar să deschideți cutia. Și, deși este închisă, relația lor poate fi atât pozitivă, cât și negativă în același timp.
Pisica lui Schrödinger a supraviețuit experimentului?
Dacă vreunul dintre cititorii noștri este îngrijorat de pisică, atunci ar trebui să vă liniștiți. În timpul experimentului, niciunul dintre ei nu a murit, iar Schrödinger însuși și-a numit experimentul mental, adică una care se desfășoară exclusiv în minte.
Sperăm să înțelegeți care este esența experimentului Pisicii lui Schrödinger. Dacă aveți întrebări, le puteți adresa în comentarii. Și, desigur, împărtășiți acest articol pe rețelele de socializare.
Dacă vă place - abonați-vă la site EunteresnyeFakty.orgîn orice mod convenabil. Este întotdeauna interesant cu noi!
Ți-a plăcut postarea? Apăsați orice buton:
Publicat recent pe cunoscutul portal științific „PostNauka” este articolul autorului lui Emil Akhmedov despre cauzele faimosului paradox, precum și despre ce nu este.
Fizicianul Emil Akhmedov despre interpretarea probabilistică, sistemele cuantice închise și formularea paradoxului.
În opinia mea, cea mai dificilă parte a mecanicii cuantice, psihologic, filosofic și în multe alte privințe, este interpretarea sa probabilistică. Mulți oameni s-au certat cu interpretarea probabilistică. De exemplu, Einstein, împreună cu Podolsky și Rosen, au inventat un paradox care infirmă interpretarea probabilistică.
Pe lângă acestea, Schrödinger s-a certat și cu interpretarea probabilistică a mecanicii cuantice. Ca o contradicție logică a interpretării probabiliste a mecanicii cuantice, Schrödinger a inventat așa-numitul paradox al pisicii lui Schrödinger. Poate fi formulat în diferite moduri, de exemplu: să presupunem că aveți o cutie în care stă o pisică și o butelie de gaz mortală este conectată la această cutie. Un fel de dispozitiv este conectat la comutatorul acestui cilindru, care admite sau nu un gaz letal, care funcționează după cum urmează: există o sticlă polarizantă și, dacă fotonul de trecere al polarizării necesare, cilindrul pornește, gazul curge la pisică; dacă fotonul are o polarizare greșită, atunci balonul nu pornește, cheia nu pornește, balonul nu admite gazul la pisică.
Să presupunem că fotonul este polarizat circular și dispozitivul răspunde la polarizarea liniară. Poate că nu este clar, dar nu este foarte important. Cu o oarecare probabilitate, fotonul va fi polarizat într-un fel, cu o oarecare probabilitate - într-un altul. Schrödinger a spus: se dovedește că, la un moment dat, până când deschidem capacul și vom vedea dacă pisica este moartă sau vie (și sistemul este închis), pisica va avea o anumită probabilitate să fie în viață și cu o oarecare probabilitate va fi moartă. Poate formulez paradoxul neglijent, dar rezultatul final este o situație ciudată că pisica nu este nici vie, nici moartă. Așa se formulează paradoxul.
În opinia mea, acest paradox are o explicație perfect clară și clară. Poate că acesta este punctul meu de vedere personal, dar voi încerca să explic. Principala proprietate a mecanicii cuantice este următoarea: dacă descriem un sistem închis, atunci mecanica cuantică nu este altceva decât mecanica undelor, mecanica undelor. Aceasta înseamnă că este descrisă prin ecuații diferențiale ale căror soluții sunt unde. Acolo unde există unde și ecuații diferențiale, există matrici și așa mai departe. Acestea sunt două descrieri echivalente: descrierea matricei și descrierea undei. Descrierea matricei aparține lui Heisenberg, descrierea undei lui Schrödinger, dar descriu aceeași situație.
Următorul este important: în timp ce sistemul este închis, acesta este descris printr-o ecuație de undă, iar ceea ce se întâmplă cu această undă este descris folosind un fel de ecuație de undă. Întreaga interpretare probabilistică a mecanicii cuantice apare după deschiderea sistemului - este influențată din exterior de un mare obiect clasic, adică non-cuantic. În momentul expunerii, acesta încetează să mai fie descris prin această ecuație de undă. Apare așa-numita reducere a funcției de undă și interpretarea probabilistică. Până în momentul deschiderii, sistemul evoluează în conformitate cu ecuația undei.
Acum trebuie să facem câteva comentarii despre diferența dintre un sistem clasic mare și unul cuantic mic. În general vorbind, un sistem clasic mare poate fi de asemenea descris folosind ecuația undei, deși această descriere este de obicei dificil de furnizat, dar în realitate este complet inutilă. Aceste sisteme se disting matematic prin acțiunea lor. Așa-numitul obiect se află în mecanica cuantică, în teoria câmpurilor. Pentru un sistem clasic mare, acțiunea este imensă, iar pentru un sistem mic cuantic, acțiunea este mică. Mai mult, gradientul acestei acțiuni - rata de schimbare a acestei acțiuni în timp și spațiu - este imens pentru un sistem clasic mare și mic pentru un sistem cuantic mic. Aceasta este principala diferență între cele două sisteme. Datorită faptului că acțiunea este foarte mare pentru un sistem clasic, este mai convenabil să o descrieți nu prin unele ecuații de undă, ci pur și simplu prin legi clasice precum legea lui Newton și așa mai departe. De exemplu, din acest motiv, Luna se învârte în jurul Pământului nu ca un electron în jurul nucleului unui atom, ci de-a lungul unei orbite definite, bine definite, de-a lungul unei orbite clasice, traiectorie. În timp ce electronul, fiind un mic sistem cuantic, se mișcă în interiorul atomului în jurul nucleului ca o undă staționară, mișcarea sa este descrisă de o undă staționară și aceasta este diferența dintre cele două situații.
Măsurarea în mecanica cuantică este atunci când acționați asupra unui sistem cuantic mic cu un sistem clasic mare. După aceasta, are loc reducerea funcției de undă. În opinia mea, prezența unui balon sau a unei pisici în paradoxul lui Schrödinger este aceeași cu prezența unui sistem clasic mare care măsoară polarizarea unui foton. În consecință, măsurarea are loc nu în momentul în care deschidem capacul cutiei și vedem dacă pisica este vie sau moartă, ci în momentul în care fotonul interacționează cu sticla polarizantă. Astfel, în acest moment funcția undei fotonice este redusă, balonul este într-o stare complet definită: fie se deschide, fie nu se deschide, iar pisica moare sau nu moare. Tot. Nu există „pisici probabiliste” care să arate că este în viață cu o anumită probabilitate, moartă cu o oarecare probabilitate. Când am spus că paradoxul pisicii lui Schrödinger are multe formulări diferite, tocmai am spus că există multe modalități diferite de a veni cu un dispozitiv care ucide sau lasă o pisică vie. În esență, formularea paradoxului nu se schimbă.
Am auzit despre alte încercări de a explica acest paradox cu ajutorul mai multor lumi și așa mai departe. După părerea mea, toate aceste explicații nu țin apă. Ceea ce am explicat în cuvinte în timpul acestui videoclip poate fi pus în formă matematică și corectitudinea acestei afirmații poate fi verificată. Subliniez încă o dată că, în opinia mea, măsurarea și reducerea funcției de undă a unui sistem cuantic mic are loc în momentul interacțiunii cu un sistem clasic mare. Un sistem clasic atât de mare este o pisică cu un dispozitiv care îl ucide și nu o persoană care deschide o cutie cu o pisică și vede dacă pisica este în viață sau nu. Adică, măsurarea are loc în momentul interacțiunii acestui sistem cu o particulă cuantică și nu în momentul verificării pisicii. Astfel de paradoxuri, după părerea mea, se explică prin aplicarea teoriilor și a bunului simț.
Esența experimentului în sine
În articolul original al lui Schrödinger, experimentul este descris după cum urmează:
De asemenea, puteți construi cazuri în care burlescul este suficient. O anumită pisică este blocată într-o cameră de oțel împreună cu următoarea mașină infernală (care trebuie protejată de interferența directă a pisicii): în tejgheaua Geiger există o cantitate mică de substanță radioactivă, atât de mică încât un singur atom poate să se descompună. într-o oră, dar cu aceeași probabilitate se poate și nu se dezintegrează; dacă se întâmplă acest lucru, tubul de citire este descărcat și releul este declanșat, eliberând ciocanul, care rupe conul cu acid cianhidric. Dacă lăsăm întregul sistem pentru sine o oră, atunci putem spune că pisica va fi în viață după acest timp, atâta timp cât nu se produce decăderea atomului. Chiar prima descompunere a unui atom ar fi otrăvit pisica. Funcția psi a sistemului în ansamblu va exprima acest lucru amestecând sau murdărind pisica vie și moartă (îmi pare rău pentru expresie) în părți egale. Tipic în astfel de cazuri este că incertitudinea, limitată inițial la lumea atomică, se transformă în incertitudine macroscopică, care poate fi eliminată prin observare directă. Acest lucru ne împiedică să acceptăm naiv „modelul de estompare” ca reflectând realitatea. În sine, acest lucru nu înseamnă nimic neclar sau contradictoriu. Există o diferență între o fotografie neclară sau defocalizată și o fotografie cu nori sau ceață. Conform mecanicii cuantice, dacă nu se face nicio observație asupra nucleului, atunci starea sa este descrisă printr-o suprapunere (amestecare) a două stări - un nucleu degradat și un nucleu nerezolvat, prin urmare, o pisică așezată într-o cutie este atât vie, cât și moartă. in acelasi timp. Dacă cutia este deschisă, atunci experimentatorul poate vedea o singură stare specifică - „nucleul s-a descompus, pisica este moartă” sau „nucleul nu s-a descompus, pisica este vie”. Întrebarea este: când sistemul încetează să mai existe ca un amestec de două stări și alege una specifică? Scopul experimentului este de a arăta că mecanica cuantică este incompletă fără unele reguli care indică în ce condiții se produce prăbușirea funcției undei, iar pisica fie devine moartă, fie rămâne în viață, dar încetează să mai fie un amestec al ambelor.
Deoarece este clar că o pisică trebuie să fie fie vie, fie moartă (nu există nicio stare care să combine viața și moartea), acest lucru va fi același pentru nucleul atomic. Trebuie fie dezintegrat, fie neintegrat.
Articolul original a fost publicat în 1935. Scopul articolului a fost să discute despre paradoxul Einstein-Podolsky-Rosen (EPR), publicat de Einstein, Podolsky și Rosen la începutul aceluiași an.
Se încarcă ...