Hakika umesikia zaidi ya mara moja kwamba kuna jambo kama "Paka wa Schrödinger". Lakini ikiwa wewe si mwanafizikia, basi uwezekano mkubwa una wazo lisilo wazi la aina gani ya paka hii na kwa nini inahitajika.
« Shroedinger `s paka"- hili ni jina la majaribio maarufu ya mawazo ya mwanafizikia maarufu wa nadharia wa Austria Erwin Schrödinger, ambaye pia ni mshindi wa Tuzo ya Nobel. Kwa msaada wa jaribio hili la uwongo, mwanasayansi alitaka kuonyesha kutokamilika kwa mechanics ya quantum katika mpito kutoka kwa mifumo ya subatomic hadi mifumo ya macroscopic.
Nakala hii inajaribu kuelezea kwa maneno rahisi kiini cha nadharia ya Schrödinger kuhusu paka na mechanics ya quantum, ili iweze kupatikana kwa mtu ambaye hana elimu ya juu ya kiufundi. Nakala hiyo pia itawasilisha tafsiri mbali mbali za jaribio hilo, pamoja na zile za safu ya Runinga "Nadharia ya Big Bang."
Maelezo ya jaribio
Nakala asili ya Erwin Schrödinger ilichapishwa mnamo 1935. Ndani yake, jaribio lilielezewa kwa kutumia au hata kubinafsisha:
Unaweza pia kuunda kesi ambazo kuna burlesque kabisa. Acha paka fulani afungiwe kwenye chumba cha chuma na mashine ifuatayo ya kishetani (ambayo inapaswa kuwa bila kujali uingiliaji wa paka): ndani ya kaunta ya Geiger kuna kiasi kidogo cha dutu ya mionzi, ndogo sana kwamba atomi moja tu inaweza kuoza kwa saa moja; lakini kwa uwezekano huo huo haiwezi kusambaratika; ikiwa hii itatokea, bomba la kusoma hutolewa na relay imewashwa, ikitoa nyundo, ambayo huvunja chupa na asidi ya hydrocyanic.
Ikiwa tunaacha mfumo huu wote kwa yenyewe kwa saa moja, basi tunaweza kusema kwamba paka itakuwa hai baada ya wakati huu, mradi tu atomi haina kutengana. Mtengano wa kwanza kabisa wa atomi ungetia paka sumu. Kazi ya psi ya mfumo kwa ujumla itaelezea hili kwa kuchanganya au kupaka paka aliye hai na aliyekufa (kusamehe usemi) katika sehemu sawa. Ni kawaida katika hali kama hizi kwamba kutokuwa na uhakika hapo awali ni mdogo ulimwengu wa atomiki, inabadilishwa kuwa kutokuwa na uhakika wa macroscopic, ambayo inaweza kuondolewa kwa uchunguzi wa moja kwa moja. Hili hutuzuia tusikubali kwa ujinga "mfano wa ukungu" kama uakisi uhalisia. Hii yenyewe haimaanishi chochote kisicho wazi au kinzani. Kuna tofauti kati ya picha yenye ukungu au isiyo na umakini na picha ya mawingu au ukungu.
Kwa maneno mengine:
- Kuna sanduku na paka. Kisanduku kina utaratibu ulio na kiini cha atomiki cha mionzi na kontena la gesi yenye sumu. Vigezo vya majaribio vilichaguliwa ili uwezekano wa kuoza kwa nyuklia katika saa 1 ni 50%. Ikiwa kiini hutengana, chombo cha gesi kinafungua na paka hufa. Ikiwa kiini haina kuoza, paka inabaki hai na vizuri.
- Tunafunga paka katika sanduku, kusubiri saa na kuuliza swali: ni paka hai au imekufa?
- Mechanics ya quantum inaonekana kutuambia kuwa kiini cha atomiki (na kwa hivyo paka) iko katika yote mataifa yanayowezekana wakati huo huo (angalia quantum superposition). Kabla ya kufungua sanduku, mfumo wa paka-msingi uko katika hali "kiini kimeoza, paka amekufa" na uwezekano wa 50% na katika hali "kiini hakijaoza, paka yuko hai" na uwezekano wa 50%. Inatokea kwamba paka iliyoketi katika sanduku ni hai na imekufa kwa wakati mmoja.
- Kulingana na tafsiri ya kisasa ya Copenhagen, paka yuko hai / amekufa bila majimbo yoyote ya kati. Na uchaguzi wa hali ya kuoza ya kiini hutokea si wakati wa kufungua sanduku, lakini hata wakati kiini kinapoingia kwenye detector. Kwa sababu kupunguzwa kwa kazi ya wimbi la mfumo wa "cat-detector-nucleus" haihusiani na mwangalizi wa kibinadamu wa sanduku, lakini inahusishwa na detector-observer ya kiini.
Ufafanuzi kwa maneno rahisi
Kulingana na mechanics ya quantum, ikiwa kiini cha atomi hakizingatiwi, basi hali yake inaelezewa na mchanganyiko wa majimbo mawili - kiini kilichooza na kiini kisichoharibika, kwa hivyo, paka ameketi kwenye sanduku na kuashiria kiini cha atomi. yuko hai na amekufa kwa wakati mmoja. Ikiwa sanduku limefunguliwa, basi mjaribu anaweza kuona hali moja tu - "kiini kimeoza, paka amekufa" au "kiini hakijaharibika, paka yuko hai."
kiini lugha ya binadamu: Jaribio la Schrödinger lilionyesha kuwa, kutoka kwa mtazamo wa mechanics ya quantum, paka ni hai na imekufa, ambayo haiwezi kuwa. Kwa hivyo, mechanics ya quantum ina dosari kubwa.
Swali ni: ni lini mfumo huacha kuwapo kama mchanganyiko wa majimbo mawili na kuchagua moja maalum? Madhumuni ya jaribio ni kuonyesha kwamba mechanics ya quantum haijakamilika bila baadhi ya sheria zinazoonyesha chini ya hali gani utendaji wa wimbi huanguka, na paka hufa au kubaki hai, lakini huacha kuwa mchanganyiko wa zote mbili. Kwa kuwa ni wazi kwamba paka lazima awe hai au amekufa (hakuna hali ya kati kati ya maisha na kifo), basi hii itakuwa sawa kwa kiini cha atomiki. Lazima iwe imeoza au isioze (Wikipedia).
Video kutoka kwa nadharia ya The Big Bang
Ufafanuzi mwingine wa hivi majuzi zaidi wa jaribio la mawazo ya Schrödinger ni hadithi ambayo Sheldon Cooper, shujaa wa Nadharia ya Mlipuko Mkubwa, alimwambia jirani yake Penny ambaye hakuwa na elimu ya kutosha. Hoja ya hadithi ya Sheldon ni kwamba wazo la paka wa Schrödinger linaweza kutumika kwa uhusiano wa kibinadamu. Ili kuelewa kinachotokea kati ya mwanamume na mwanamke, ni aina gani ya uhusiano kati yao: nzuri au mbaya, unahitaji tu kufungua sanduku. Hadi wakati huo, uhusiano huo ni mzuri na mbaya.
Ifuatayo ni klipu ya video ya mabadilishano haya ya Nadharia ya Big Bang kati ya Sheldon na Penia.
Je, paka alibaki hai kutokana na jaribio hilo?
Kwa wale ambao hawakusoma nakala hiyo kwa uangalifu, lakini bado wana wasiwasi juu ya paka, habari njema: usijali, kulingana na data yetu, kama matokeo ya jaribio la mawazo na mwanafizikia wa Austria.
HAKUNA PAKA ALIYEUMIA
"Paka wa Schrödinger" ni jina la jaribio la mawazo ya kuburudisha, lililofanywa, kama ambavyo labda tayari umekisia, na Schrödinger, au tuseme, Mshindi wa Tuzo ya Nobel katika fizikia, na mwanasayansi wa Austria Erwin Rudolf Joseph Alexander Schrödinger."Wikipedia" inafafanua jaribio hilo kama ifuatavyo: "Paka huwekwa kwenye sanduku lililofungwa. Sanduku lina utaratibu ulio na nucleus ya mionzi na kontena yenye gesi yenye sumu. Vigezo ya jaribio huchaguliwa ili uwezekano kwamba kiini kitaoza kwa saa 1, ni 50%. Ikiwa kiini kinapungua, kinawasha utaratibu - chombo kilicho na gesi kinafungua, na paka hufa.
Kulingana na mechanics ya quantum, ikiwa hakuna uchunguzi unaofanywa na kiini, basi hali yake inaelezewa na hali ya juu (mchanganyiko) wa majimbo mawili - kiini kilichooza na kiini kisichoharibika, kwa hiyo, paka ameketi kwenye sanduku ni hai na amekufa. wakati huo huo. Ikiwa sanduku limefunguliwa, basi mjaribu lazima aone hali moja tu maalum: "kiini kimeoza, paka amekufa," au "kiini hakijaharibika, paka yuko hai."
Inatokea kwamba mwishoni tuna paka hai au iliyokufa, lakini uwezekano, paka ni hai na imekufa kwa wakati mmoja. Kwa hivyo, Schrödinger alijaribu kudhibitisha mapungufu ya mechanics ya quantum, bila kutumia sheria fulani kwake.
Tafsiri ya Copenhagen fizikia ya quantum- na hasa jaribio hili - linaonyesha kwamba paka hupata mali ya moja ya awamu zinazowezekana (hai-wafu) tu baada ya mwangalizi kuingilia kati katika mchakato.
Hiyo ni, wakati Schrödinger fulani anafungua sanduku, yeye uhakika wa asilimia mia moja Utalazimika kukata sausage au kumwita daktari wa mifugo. Paka hakika atakuwa hai au amekufa ghafla. Lakini kwa muda mrefu kama hakuna mwangalizi katika mchakato huo - mtu maalum ambaye ana faida zisizo na shaka katika mfumo wa maono, na, kwa kiwango cha chini, fahamu wazi - paka itakuwa katika limbo "kati ya mbingu na dunia."
Mfano wa kale kuhusu paka anayetembea peke yake huchukua vivuli vipya katika muktadha huu. Bila shaka, paka wa Schrödinger sio kiumbe aliyefanikiwa zaidi katika Ulimwengu. Wacha tutamani paka matokeo ya mafanikio kwake na tugeuke kwa mwingine kazi ya kuburudisha kutoka kwa ulimwengu wa ajabu na wakati mwingine usio na huruma wa mechanics ya quantum.
Inaonekana kama hii: "Mti unaoanguka msituni hutoa sauti gani ikiwa hakuna mtu karibu anayeweza kusikia sauti hii?" Hapa, tofauti na hatima nyeusi na nyeupe ya paka isiyo na furaha / furaha, tunakabiliwa na palette ya rangi nyingi ya uvumi: hakuna sauti / kuna sauti, ni nini, ikiwa iko, na ikiwa iko. haipo, basi kwa nini? Swali hili haliwezi kujibiwa kwa sababu rahisi sana - kutowezekana kwa kufanya majaribio. Baada ya yote, majaribio yoyote yanamaanisha kuwepo kwa mwangalizi anayeweza kuona na kufikia hitimisho.
Mwandishi maarufu wa Argentina Julio Cartazar, mwakilishi mashuhuri wa "uhalisia wa kichawi", ana. hadithi fupi kuhusu jinsi samani za ofisi, zilizoachwa bila mwangalizi, zinavyozunguka ofisi, kana kwamba zinatumia muda wa mapumziko ili kunyoosha viungo "vigumu".
Hiyo ni, haiwezekani nadhani nini kinatokea kwa vitu vya ukweli karibu nasi kwa kutokuwepo kwetu. Na ikiwa haiwezi kutambuliwa, basi haipo. Mara tu tunapoondoka kwenye chumba, yaliyomo yake yote, pamoja na chumba yenyewe, huacha kuwepo au, kwa usahihi, kuendelea kuwepo tu kwa uwezo.
Wakati huo huo, kuna moto au mafuriko, wizi wa vifaa au wageni wasioalikwa. Zaidi ya hayo, sisi pia tupo ndani yake, katika majimbo tofauti ya uwezo. Mmoja nazunguka chumbani na kupiga melody ya kijinga, mwingine natazama dirishani kwa huzuni, wa tatu anazungumza na mke wangu kwenye simu. Hata wetu wanaishi humo kifo cha ghafla au habari njema kwa njia ya simu isiyotarajiwa.
Hebu fikiria kwa muda uwezekano wote uliofichwa nyuma ya mlango. Sasa fikiria kwamba ulimwengu wetu wote ni mkusanyiko tu wa uwezo kama huo ambao haujatimia. Inachekesha, sivyo?
Hata hivyo, swali la kimantiki linatokea hapa: basi nini? Ndiyo, ni funny, ndiyo, ni ya kuvutia, lakini ni nini, kwa asili, hii inabadilika? Sayansi iko kimya juu ya hili. Kwa fizikia ya quantum, maarifa kama haya hufungua njia mpya katika kuelewa Ulimwengu na mifumo yake, lakini kwetu sisi, watu walio mbali na wakubwa. uvumbuzi wa kisayansi, taarifa hizo zinaonekana kuwa hazina manufaa.
Hii inawezaje kuwa haina faida!? Baada ya yote, ikiwa mimi, mwanadamu, nipo katika ulimwengu huu, basi mimi, asiyeweza kufa, nipo katika ulimwengu mwingine! Ikiwa maisha yangu yana safu ya kutofaulu na tamaa, basi mahali pengine nipo - kufanikiwa na furaha? Kwa kweli, hakuna kitu nje ya hisia zetu, kama vile hakuna nafasi mpaka tuingie. Viungo vyetu vya mtazamo vinatudanganya tu, kuchora katika ubongo wetu picha ya ulimwengu "unaotuzunguka". Kile ambacho kiko nje yetu bado kinabaki kuwa siri nyuma ya mihuri saba.
Paka wa Schrödinger ndiye wa kushangaza zaidi kati ya paka, paka, paka, paka ambao ubinadamu huabudu sana. Video za paka zinazoenea kwenye Wavuti Ulimwenguni Pote zikiwa na mamilioni ya kutazamwa kila siku, na picha za paka warembo kwenye mabango ya matangazo zinaweza kutufanya kununua bidhaa yoyote. Uga wa kueneza sayansi pia una mashujaa wake wa masharubu na wenye milia. Kwa usahihi zaidi, moja ni paka ya Schrödinger. Hakika umesikia juu yake, hata kama hauhusiki katika mechanics ya quantum. Kwa hivyo kwa nini paka maarufu amewasumbua wanafizikia na waimbaji wa nyimbo kwa karibu miaka mia moja, na pia kuwa moja ya vitu vya kupendeza zaidi vya tamaduni ya kisasa ya misa?
Paka wa Schrödinger kama sitiari
Ingawa inaweza kuonekana kama kitendawili, mwanafizikia wa nadharia wa Austria na mshindi wa Tuzo ya Nobel Erwin Schrödinger ndiye "baba" wa paka wa ajabu zaidi, na sio mmiliki. Baada ya yote Shroedinger `s paka ni jaribio la mawazo, kitendawili cha kinadharia, na sitiari ya kustaajabisha sana ya kuelezea ujio wa quantum.
Kulikuwa na paka?
Swali "Je, Schrödinger alikuwa na paka?" bado inabaki wazi. Ingawa, kulingana na idadi ya vyanzo, katika moja ya matoleo ya mapema FizikiaLeo kuna picha ya mwanasayansi akiwa na paka wake kipenzi Milton. Kwa upande mwingine, katika maandishi asilia makala mnamo 1935, ambapo Erwin Schrödinger alielezea jaribio lake la dhahania, na sio paka aliyeorodheshwa kabisa, lakini paka (kufa Katze). Kwa nini mwanafizikia alichagua mwakilishi wa paka kama mhusika mkuu wa wazo lake? Paka aligeukaje kuwa paka? Maswali haya yanaonekana kuwa yamekusudiwa kubaki kuwa kejeli.
Paka wa Schrödinger amekufa kwa nafasi ya 50%.
Designua / shutterstock.comHata hivyo, ikiwa chanzo cha msukumo kwa mtafiti kilikuwa mnyama wake binafsi, basi, inaonekana, sababu ya hii ilikuwa vase iliyovunjwa na paka au Ukuta iliyoharibiwa. Kwa sababu jambo kuu ambalo paka ya Schrödinger hufanya wakati wa majaribio ni kufungwa kwenye sanduku la chuma na ... kufa. Kweli, na uwezekano wa 50%. Kwa usahihi, pamoja na mnyama maskini, utaratibu maalum unao na msingi wa mionzi na chombo kilicho na gesi yenye sumu huwekwa ndani ya sanduku. Ikiwa kiini hutengana, utaratibu unasababishwa, na paka hufa kutokana na gesi iliyotolewa. Ikiwa haifanyi kazi, inaishi. Lakini mtazamaji tu anayefungua sanduku anaweza kujua hatima yake. Hadi wakati huo, paka yuko hai na amekufa.
Bila paka, mechanics ya quantum sio sawa
Hali hii yote, ya kushangaza kwa mtazamo wa kwanza, inaonyesha wazi moja ya masharti ya mechanics ya quantum. Kulingana na yeye, kiini cha atomiki ni wakati huo huo katika hali zote zinazowezekana: kuoza na kutoharibika. Ikiwa hakuna uchunguzi unaofanywa wa atomi, basi hali yake inaelezewa na mchanganyiko wa sifa hizi mbili. Kwa hiyo, paka, soma - kiini cha atomi, ni hai na imekufa. Na hii haiwezekani tu. Hii inamaanisha kuwa mechanics ya quantum haina sheria kadhaa ambazo huamua hali ambayo hatima ya paka iko wazi.
Paka wa Schrödingr: aina
Haishangazi kwamba maana ya kile kinachotokea na paka ya hadithi katika sanduku la chuma ina tafsiri kadhaa.
- Aina ya Copenhagen
Kuna tafsiri ya Copenhagen ya quantum mechanics, waandishi ambao ni Niels Bohr na Werner Heisenberg. Kulingana na hayo, paka inabaki katika majimbo yote mawili, bila kujali mwangalizi. Baada ya yote, wakati wa kuamua hutokea si wakati droo inafungua, lakini wakati utaratibu unasababishwa. Hiyo ni, mnyama huyo amekufa kwa muda mrefu kutokana na gesi, lakini sanduku bado limefungwa. Kwa maneno mengine, katika tafsiri ya Copenhagen hakuna hali ya "wafu-hai", kwa sababu imedhamiriwa na detector ambayo humenyuka kwa kuoza kwa kiini.
- Aina ya Everett
Pia kuna tafsiri ya walimwengu wengi, au tafsiri ya Everett. Anatafsiri uzoefu na paka wa Schrödinger kama wawili tofauti ulimwengu uliopo, kugawanyika ndani ambayo hutokea wakati sanduku linafunguliwa. Katika ulimwengu mmoja paka ni hai na vizuri, katika mwingine hakuwa na kuishi majaribio.
- "quantum kujiua"
Njia moja au nyingine, paka maskini Schrödinger "aliteswa" na wanafizikia wengi. Baadhi, kwa mfano, walipendekeza kuzingatia hali na paka kutoka kwa mtazamo wa mnyama yenyewe - baada ya yote, anajua bora kuliko wanafizikia wote duniani ikiwa amekufa au hai. Kweli, huwezi kubishana na hilo. Njia hii inaitwa "kujiua kwa quantum" na kwa nadharia hukuruhusu kuangalia ni ipi kati ya tafsiri hizi ni sahihi.
Kila mtu anaweza kuzaliana aina yake mwenyewe
Ikiwa unatazama sayansi ya kisasa ya kimwili, unaweza kusema kwa ujasiri kwamba kwenye kurasa za utafiti, paka ya muda mrefu ya Schrödinger ni hai zaidi kuliko mtu mwingine yeyote aliye hai. Mara kwa mara, wanasayansi hutoa ufumbuzi wao kwa kitendawili hiki kinachojulikana, na pia kuendeleza dhana katika mfumo wa maendeleo ya kuvutia sana.
- "sanduku la pili"
Kwa mfano, mwaka jana, watafiti katika Chuo Kikuu cha Yale "walimpa" paka wa Schrödinger sanduku la pili la kujificha na kutafuta kwake. Kulingana na mbinu hii, wanasayansi walijaribu kuiga mfumo muhimu kwa uendeshaji wa kompyuta ya quantum. Baada ya yote, kama unavyojua, moja ya shida kuu katika kuunda aina hii ya mashine ni hitaji la kusahihisha makosa. Na, kama inavyogeuka, kutumia paka za Schrödinger ni njia ya kuahidi ya kudhibiti habari nyingi za quantum.
- "Paka mdogo"
Na wiki chache zilizopita, timu ya kimataifa ya wanasayansi, wakiongozwa na wataalam wa Kirusi katika uwanja wa macho ya quantum, waliweza "kuzaa" paka za Schrödinger za microscopic ili kuendeleza katika utafutaji wa mpaka kati ya quantum na ulimwengu wa classical. Hivi ndivyo paka wa Schrödinger husaidia wanafizikia kukuza teknolojia ya mawasiliano ya kiasi na kriptografia.
Paka wa Schrödinger ni nyota wa utamaduni wa pop
Africa Studio / shutterstock.com
Ikiwa paka haiwezi kutoroka kutoka kwa sanduku lake la bahati mbaya, basi aliweza kutoka nje ya mipaka ya dhana za kisayansi na kurasa za utafiti. Na jinsi gani!
Tabia ya paka ya ajabu iliyo na hatima ngumu inaonekana na uthabiti unaowezekana katika kazi za tamaduni maarufu. Kwa hivyo, paka ya Schrödinger inaonekana katika vitabu vya Terry Pratchett, Fredrik Pohl, Douglas Adams na waandishi wengine maarufu duniani. Bila shaka, paka huyo alitajwa katika miradi maarufu ya televisheni kama vile "The Big Bang Theory" na "Doctor Who." Bila kutaja kwamba picha ya paka ya Schrödinger hupatikana mara kwa mara katika michezo ya video na nyimbo za wimbo. Na wavuti ya ThinkGeek tayari imepata faida kubwa kwa kuuza T-shirt zilizo na maandishi upande mmoja: "Paka wa Schrodinger yuko Hai", na kwa upande mwingine - "Schrodinger's Cat is Dead."
Paka hufanya vizuri zaidi
Kukubaliana, unaweza kuona jambo la kushangaza: paka maarufu zaidi ya kisayansi ni mfano wa taswira ya kupima hypothesis. Walakini, ushiriki wa mnyama aliye na mkia ndani yake uliongeza idadi kubwa ya mashairi na haiba kwenye jaribio. Au labda ni kwamba paka hufanya kila kitu vizuri zaidi? Inawezekana kabisa.
Na kumbuka: kama matokeo ya jaribio la Schrödinger, hakuna paka mmoja aliyejeruhiwa.
Ukipata hitilafu, tafadhali onyesha kipande cha maandishi na ubofye Ctrl+Ingiza.
Labda baadhi yenu mmesikia maneno "Paka wa Schrödinger." Walakini, kwa watu wengi jina hili halimaanishi chochote.
Ikiwa unajiona kama somo la kufikiria, na hata unadai kuwa msomi, basi hakika unapaswa kujua paka wa Schrödinger ni nini na kwa nini alikua maarufu.
Shroedinger `s paka ni jaribio la mawazo lililopendekezwa na mwanafizikia wa nadharia wa Austria Erwin Schrödinger. Mwanasayansi huyu mwenye talanta alipokea tuzo yake mnamo 1933. Tuzo la Nobel katika fizikia.
Kupitia jaribio lake maarufu, alitaka kuonyesha kutokamilika kwa mechanics ya quantum katika mabadiliko kutoka kwa mifumo ndogo hadi ya macroscopic.
Erwin Schrödinger alijaribu kueleza nadharia yake kwa kutumia mfano wa asili wa paka. Alitaka kuifanya iwe rahisi iwezekanavyo ili wazo lake liweze kueleweka kwa mtu yeyote.
Ikiwa alifaulu au la, utajua kwa kusoma makala hadi mwisho.
Kiini cha jaribio la Paka wa Schrödinger
Tuseme paka fulani amefungiwa ndani ya chumba cha chuma na mashine ya infernal (ambayo lazima ilindwe dhidi ya kuingilia moja kwa moja kwa paka): ndani ya kaunta ya Geiger kuna kiasi kidogo sana cha nyenzo za mionzi hivi kwamba atomi moja tu inaweza kuoza ndani ya saa moja. , lakini kwa uwezekano huo huo haiwezi kusambaratika; ikiwa hii itatokea, bomba la kusoma hutolewa na relay imewashwa, ikitoa nyundo, ambayo huvunja chupa na asidi ya hydrocyanic.
Ikiwa tunaacha mfumo huu wote kwa yenyewe kwa saa moja, basi tunaweza kusema kwamba paka itakuwa hai baada ya wakati huu, mradi tu atomi haina kutengana.
Mtengano wa kwanza kabisa wa atomi ungetia paka sumu. Kazi ya psi ya mfumo kwa ujumla itaelezea hili kwa kuchanganya au kupaka paka aliye hai na aliyekufa (kusamehe usemi) katika sehemu sawa.
Kinachojulikana katika hali kama hizi ni kwamba kutokuwa na hakika kwa asili kwa ulimwengu wa atomiki hubadilishwa kuwa kutokuwa na uhakika wa macroscopic, ambayo inaweza kuondolewa kwa uchunguzi wa moja kwa moja.
Hili hutuzuia tusikubali kwa ujinga "mfano wa ukungu" kama uakisi uhalisia. Hii yenyewe haimaanishi chochote kisicho wazi au kinzani.
Kuna tofauti kati ya picha yenye ukungu au isiyo na umakini na picha ya mawingu au ukungu.
Kwa maneno mengine, tuna sanduku na paka. Kisanduku kina kifaa chenye kiini cha atomiki chenye mionzi na kontena la gesi yenye sumu.
Wakati wa jaribio, uwezekano wa kuoza au kutoharibika kwa kiini ni sawa na 50%. Kwa hivyo, ikiwa itaharibika, mnyama atakufa, na ikiwa kiini hakitaharibika, paka ya Schrödinger itabaki hai.
Tunamfunga paka katika sanduku na kusubiri kwa saa moja, kutafakari juu ya udhaifu wa maisha.
Kwa mujibu wa sheria za mechanics ya quantum, kiini (na, kwa hiyo, paka yenyewe) inaweza wakati huo huo kuwa katika hali zote zinazowezekana (angalia quantum superposition).
Hadi wakati sanduku linafunguliwa, mfumo wa "cat-core" unachukua matokeo mawili ya matukio: "kuoza kwa msingi - paka imekufa" na uwezekano wa 50%, na "kuoza kwa kiini hakutokea - paka iko hai. ” kwa kiwango sawa cha uwezekano.
Inabadilika kuwa paka wa Schrödinger, aliyeketi ndani ya sanduku, yuko hai na amekufa kwa wakati mmoja.
Tafsiri ya tafsiri ya Copenhagen inasema kwamba kwa hali yoyote, paka ni hai na imekufa kwa wakati mmoja. Uchaguzi wa uharibifu wa nyuklia hutokea si wakati tunafungua sanduku, lakini pia wakati kiini kinapiga detector.
Hii ni kutokana na ukweli kwamba kupunguzwa kwa kazi ya wimbi la mfumo wa "cat-detector-core" haihusiani kwa njia yoyote na mtu anayeangalia kutoka nje. Imeunganishwa moja kwa moja na detector-observer ya nucleus ya atomiki.
Paka ya Schrödinger kwa maneno rahisi
Kulingana na sheria za mechanics ya quantum, ikiwa hakuna uchunguzi wa kiini cha atomiki, inaweza kuwa mbili: yaani, kuoza kutatokea au la.
Inafuata kutoka kwa hili kwamba paka, ambayo iko kwenye sanduku na inawakilisha kiini, inaweza kuwa hai na imekufa kwa wakati mmoja.
Lakini wakati mwangalizi anaamua kufungua sanduku, ataweza kuona moja tu ya majimbo 2 iwezekanavyo.
Lakini sasa swali la kimantiki linatokea: ni lini mfumo unaacha kuwapo kwa fomu mbili?
Shukrani kwa uzoefu huu, Schrödinger alisema kuwa mechanics ya quantum haijakamilika bila sheria fulani kuelezea wakati utendaji wa wimbi unaanguka.
Kwa kuzingatia ukweli kwamba paka wa Schrödinger mapema au baadaye lazima awe hai au amekufa, basi hii itakuwa sawa kwa kiini cha atomiki: kuoza kwa atomiki kutatokea au la.
Kiini cha uzoefu katika lugha ya binadamu
Schrödinger, kwa kutumia mfano wa paka, alitaka kuonyesha kwamba kulingana na mechanics ya quantum, mnyama atakuwa hai na amekufa kwa wakati mmoja. Hii, kwa kweli, haiwezekani, ambayo hitimisho linatolewa kuwa mechanics ya quantum leo ina dosari kubwa.
Video kutoka kwa "Nadharia ya Big Bang"
Mhusika wa mfululizo Sheldon Cooper alijaribu kuelezea rafiki yake "mwenye nia ya karibu" kiini cha jaribio la Paka wa Schrödinger. Ili kufanya hivyo, alitumia mfano wa uhusiano kati ya mwanamume na mwanamke.
Ili kujua ni aina gani ya uhusiano wanao, unahitaji tu kufungua sanduku. Wakati huo huo, itafungwa, uhusiano wao unaweza kuwa mzuri na hasi kwa wakati mmoja.
Je, paka wa Schrödinger alinusurika kwenye tukio hilo?
Ikiwa yeyote wa wasomaji wetu ana wasiwasi kuhusu paka, basi unapaswa kutuliza. Wakati wa jaribio, hakuna hata mmoja wao aliyekufa, na Schrödinger mwenyewe aliita jaribio lake kiakili, yaani, moja ambayo inafanywa katika akili peke yake.
Tunatumahi unaelewa kiini cha jaribio la Paka wa Schrödinger. Ikiwa una maswali yoyote, unaweza kuwauliza katika maoni. Na, kwa kweli, shiriki nakala hii kwenye mitandao ya kijamii.
Ikiwa unaipenda, jiandikishe kwa wavuti IkuvutiaFakty.org yoyote kwa njia rahisi. Daima inavutia na sisi!
Ulipenda chapisho? Bonyeza kitufe chochote:
Iliyochapishwa hivi karibuni kwenye portal inayojulikana ya kisayansi "PostScience" ni makala ya mwandishi na Emil Akhmedov kuhusu sababu za kuibuka kwa kitendawili maarufu, pamoja na kile ambacho sio.
Mwanafizikia Emil Akhmedov juu ya tafsiri ya uwezekano, mifumo iliyofungwa ya quantum na uundaji wa kitendawili.
Kwa maoni yangu, sehemu ngumu zaidi ya mechanics ya quantum, kisaikolojia, kifalsafa, na katika mambo mengine mengi, ni tafsiri yake ya uwezekano. Watu wengi wamebishana na tafsiri ya uwezekano. Kwa mfano, Einstein, pamoja na Podolsky na Rosen, walikuja na kitendawili ambacho kinakanusha tafsiri ya uwezekano.
Mbali nao, Schrödinger pia alibishana na tafsiri ya uwezekano wa mechanics ya quantum. Kama ukinzani wa kimantiki kwa tafsiri ya uwezekano wa mechanics ya quantum, Schrödinger alikuja na kinachojulikana kama kitendawili cha paka wa Schrödinger. Inaweza kutengenezwa kwa njia tofauti, kwa mfano: hebu sema una sanduku ambalo paka imeketi, na silinda ya gesi yenye sumu imeunganishwa kwenye sanduku hili. Aina fulani ya kifaa imeunganishwa na swichi ya silinda hii, ambayo inaruhusu au hairuhusu gesi mbaya, ambayo inafanya kazi kama ifuatavyo: kuna glasi ya polarizing, na ikiwa picha inayopita ni ya polarization inayohitajika, basi silinda inageuka. juu, gesi inapita kwa paka; ikiwa photon ni ya polarization mbaya, basi silinda haina kugeuka, ufunguo haufungui, silinda hairuhusu gesi ndani ya paka.
Wacha tuseme fotoni imegawanywa kwa mviringo, na kifaa hujibu kwa polarization ya mstari. Hii inaweza kuwa wazi, lakini sio muhimu sana. Kwa uwezekano fulani photon itakuwa polarized kwa njia moja, na uwezekano fulani - kwa mwingine. Schrödinger alisema: hali inageuka kuwa wakati fulani, hadi tutakapofungua kifuniko na kuona ikiwa paka amekufa au yuko hai (na mfumo umefungwa), paka atakuwa hai na uwezekano fulani na atakuwa amekufa na wengine. uwezekano. Labda ninaunda kitendawili bila uangalifu, lakini matokeo ya mwisho ni hali ya kushangaza: paka haiko hai wala haifa. Hivi ndivyo kitendawili kinavyoundwa.
Kwa maoni yangu, kitendawili hiki kina maelezo wazi kabisa na sahihi. Labda hii ni maoni yangu ya kibinafsi, lakini nitajaribu kuelezea. Mali kuu ya mechanics ya quantum ni yafuatayo: ikiwa tunaelezea mfumo wa kufungwa, basi mitambo ya quantum sio zaidi ya mitambo ya wimbi, mitambo ya wimbi. Hii ina maana kwamba inaelezewa na milinganyo tofauti ambayo ufumbuzi wake ni mawimbi. Ambapo kuna mawimbi na equations tofauti, kuna matrices na kadhalika. Haya ni maelezo mawili sawa: maelezo ya tumbo na maelezo ya wimbi. Maelezo ya tumbo ni ya Heisenberg, maelezo ya wimbi kwa Schrödinger, lakini yanaelezea hali sawa.
Yafuatayo ni muhimu: wakati mfumo umefungwa, unaelezewa na usawa wa wimbi, na kile kinachotokea kwa wimbi hili linaelezewa na aina fulani ya usawa wa wimbi. Tafsiri nzima ya uwezekano wa mechanics ya quantum hutokea baada ya mfumo kufunguliwa - inathiriwa kutoka nje na classical fulani kubwa, yaani, isiyo ya quantum, kitu. Wakati wa athari, inaacha kuelezewa na mlinganyo huu wa wimbi. Kinachojulikana kama kupunguza kazi ya wimbi na tafsiri ya uwezekano hutokea. Hadi wakati wa ufunguzi, mfumo unabadilika kwa mujibu wa equation ya wimbi.
Sasa tunahitaji kufanya maoni machache kuhusu jinsi mfumo mkubwa wa classical unatofautiana na quantum ndogo. Kwa ujumla, hata mfumo mkubwa wa classical unaweza kuelezewa kwa kutumia equation ya wimbi, ingawa maelezo haya kawaida ni ngumu kutoa, na kwa kweli sio lazima kabisa. Mifumo hii hutofautiana kimahesabu katika matendo yao. Kitu kinachojulikana kinapatikana katika mechanics ya quantum, katika nadharia ya shamba. Kwa mfumo mkubwa wa classical hatua ni kubwa, lakini kwa mfumo mdogo wa quantum hatua ni ndogo. Aidha, gradient ya hatua hii - kiwango cha mabadiliko ya hatua hii kwa wakati na nafasi - ni kubwa kwa mfumo mkubwa wa classical, na ndogo kwa quantum moja ndogo. Hii ndio tofauti kuu kati ya mifumo miwili. Kwa sababu ya ukweli kwamba hatua ni kubwa sana kwa mfumo wa kitamaduni, ni rahisi zaidi kuielezea sio kwa hesabu fulani za wimbi, lakini kwa urahisi. sheria za classical kama sheria ya Newton na kadhalika. Kwa mfano, kwa sababu hii, Mwezi huzunguka Dunia sio kama elektroni karibu na kiini cha atomi, lakini pamoja na obiti fulani, iliyofafanuliwa wazi, kando ya obiti ya classical, trajectory. Wakati elektroni, ikiwa ni mfumo mdogo wa quantum, husogea kama wimbi lililosimama ndani ya atomi karibu na kiini, mwendo wake unaelezewa na wimbi lililosimama, na hii ndio tofauti kati ya hali hizo mbili.
Kipimo katika mechanics ya quantum ni wakati unaathiri mfumo mdogo wa quantum na mfumo mkubwa wa classical. Baada ya hayo, kazi ya wimbi imepunguzwa. Kwa maoni yangu, kuwepo kwa puto au paka katika kitendawili cha Schrödinger ni sawa na kuwepo kwa mfumo mkubwa wa classical ambao hupima polarization ya photon. Ipasavyo, kipimo kinatokea sio wakati tunafungua kifuniko cha sanduku na kuona ikiwa paka iko hai au imekufa, lakini wakati fotoni inaingiliana na glasi ya polarizing. Kwa hiyo, kwa wakati huu kazi ya wimbi la photon imepunguzwa, puto inajikuta katika hali maalum sana: ama inafungua au haifunguzi, na paka hufa au haifi. Wote. Hakuna "paka za uwezekano" kwamba yuko na uwezekano fulani hai, na kwa uwezekano fulani amekufa. Niliposema kwamba kitendawili cha paka cha Schrödinger kina uundaji mwingi tofauti, nilisema tu kwamba kuna mengi. njia tofauti kuja na kifaa kinachoua au kuacha paka hai. Kwa asili, uundaji wa kitendawili haubadilika.
Nimesikia juu ya majaribio mengine ya kuelezea kitendawili hiki kwa kutumia wingi wa walimwengu na kadhalika. Kwa maoni yangu, maelezo haya yote hayasimami kukosolewa. Nilichoeleza kwa maneno wakati wa video hii kinaweza kuwekwa katika mfumo wa hisabati na ukweli wa taarifa hii unaweza kuthibitishwa. Ninasisitiza tena kwamba, kwa maoni yangu, kipimo na kupunguzwa kwa kazi ya wimbi la mfumo mdogo wa quantum hutokea wakati wa kuingiliana na mfumo mkubwa wa classical. Mfumo mkubwa kama huo wa classical ni paka pamoja na kifaa kinachoua, na sio mtu anayefungua sanduku na paka na kuona ikiwa paka iko hai au la. Hiyo ni, kipimo kinatokea wakati wa mwingiliano wa mfumo huu na chembe ya quantum, na sio wakati wa kuangalia paka. Vitendawili kama hivyo, kwa maoni yangu, hupata maelezo kutoka kwa matumizi ya nadharia na akili ya kawaida.
Kiini cha majaribio yenyewe
Karatasi ya asili ya Schrödinger ilielezea jaribio kama ifuatavyo:
Unaweza pia kuunda kesi ambazo kuna burlesque kabisa. Paka fulani amefungwa kwenye chumba cha chuma na mashine ifuatayo ya infernal (ambayo lazima ilindwe dhidi ya uingiliaji wa moja kwa moja wa paka): ndani ya kaunta ya Geiger kuna kiasi kidogo cha dutu ya mionzi, ndogo sana kwamba atomi moja tu inaweza kuoza kwa saa moja. , lakini kwa uwezekano sawa kwamba na si kuanguka mbali; ikiwa hii itatokea, bomba la kusoma hutolewa na relay imewashwa, ikitoa nyundo, ambayo huvunja chupa na asidi ya hydrocyanic. Ikiwa tunaacha mfumo huu wote kwa yenyewe kwa saa moja, basi tunaweza kusema kwamba paka itakuwa hai baada ya wakati huu, mradi tu atomi haina kutengana. Mtengano wa kwanza kabisa wa atomi ungetia paka sumu. Kazi ya psi ya mfumo kwa ujumla itaelezea hili kwa kuchanganya au kupaka paka aliye hai na aliyekufa (kusamehe usemi) katika sehemu sawa. Kinachojulikana katika hali kama hizi ni kwamba kutokuwa na hakika kwa asili kwa ulimwengu wa atomiki hubadilishwa kuwa kutokuwa na uhakika wa macroscopic, ambayo inaweza kuondolewa kwa uchunguzi wa moja kwa moja. Hili hutuzuia tusikubali kwa ujinga "mfano wa ukungu" kama uakisi uhalisia. Hii yenyewe haimaanishi chochote kisicho wazi au kinzani. Kuna tofauti kati ya picha yenye ukungu au isiyo na umakini na picha ya mawingu au ukungu. Kulingana na mechanics ya quantum, ikiwa hakuna uchunguzi unaofanywa na kiini, basi hali yake inaelezewa na hali ya juu (mchanganyiko) wa majimbo mawili - kiini kilichooza na kiini kisichoharibika, kwa hiyo, paka ameketi kwenye sanduku ni hai na amekufa. wakati huo huo. Ikiwa sanduku limefunguliwa, basi mjaribu anaweza kuona hali moja tu - "kiini kimeoza, paka amekufa" au "kiini hakijaharibika, paka yuko hai." Swali ni: ni lini mfumo huacha kuwapo kama mchanganyiko wa majimbo mawili na kuchagua moja maalum? Madhumuni ya jaribio ni kuonyesha kwamba mechanics ya quantum haijakamilika bila baadhi ya sheria zinazoonyesha chini ya hali gani utendaji wa wimbi huanguka, na paka hufa au kubaki hai, lakini huacha kuwa mchanganyiko wa zote mbili.
Kwa kuwa ni wazi kwamba paka lazima iwe hai au imekufa (hakuna hali inayochanganya maisha na kifo), hii itakuwa sawa kwa kiini cha atomiki. Ni lazima iwe imeoza au isioze.
Nakala ya asili ilichapishwa mnamo 1935. Kusudi la makala hiyo lilikuwa kujadili kitendawili cha Einstein-Podolsky-Rosen (EPR), kilichochapishwa na Einstein, Podolsky na Rosen mapema mwaka huo.
Inapakia...