În 1935, un oponent înflăcărat al mecanicii cuantice nou-apărute, Eric Schrödinger, a publicat un articol care intenționa să denunțe și să dovedească eșecul unei noi ramuri a dezvoltării fizicii.

Esența articolului este efectuarea experiment de gândire :

1. O pisică vie este plasată într-o cutie complet sigilată.
2. Un contor Geiger care conține un atom radioactiv este plasat lângă pisică.
3. Un balon umplut cu acid este atașat direct la contorul Geiger.
4. Eventuala descompunere a unui atom radioactiv va declanșa un contor Geiger, care, la rândul său, va sparge balonul, iar acidul care se revarsă din el va ucide pisica.
5. Va trăi pisica sau va muri dacă va fi cu vecini atât de incomozi?
6. Pentru experiment se alocă o oră.

Raspunde la această întrebareși a fost chemat să demonstreze inconsecvența teoriei cuantice, care se bazează pe suprapunere: legea paradoxului - toate microparticulele lumii noastre sunt întotdeauna în două stări în același timp, până când încep să le observe.

Adică, fiind într-un spațiu închis (teoria cuantică), pisica noastră, la fel ca vecinul ei imprevizibil - un atom, sunt prezente sincron. în două state:

1. O pisică vie și moartă în același timp.
2. Atom degradat și, în același timp, nu.

Ceea ce, conform fizicii clasice, este o absurditate totală. Este imposibil ca astfel de lucruri care se exclud reciproc să existe simultan.

Și acest lucru este corect, dar numai din punct de vedere al macrocosmosului. În timp ce în microcosmos operează legi complet diferite și, prin urmare, Schrödinger a greșit când a aplicat legile macrocosmosului relațiilor din interiorul microcosmosului. Fără să realizeze asta supraveghere țintităîn spatele incertitudinilor continue ale microlumii, eliminați-le pe acestea din urmă.

Cu alte cuvinte, dacă deschizi sistem închis, în care pisica este plasată împreună cu un atom radioactiv, vom vedea doar una dintre stările posibile ale subiectului de testat.

Acest lucru a fost dovedit de un fizician american de la Universitatea din Arkansas, Art Hobson. Conform teoriei sale, dacă conectați un microsistem (atom radioactiv) cu un macrosistem (contor Geiger), acesta din urmă va fi cu siguranță impregnat de stat. legatura cuantica mai întâi și intră în suprapunere. Și, din moment ce nu putem observa direct acest fenomen, va deveni inacceptabil pentru noi (ceea ce a susținut Schrödinger).

Deci, am aflat că atomul și contorul de radiații sunt în aceeași suprapunere. Atunci cine sau ce, pentru acest sistem, poate fi numit pisică? Dacă gândiți logic, pisica, în acest caz, devine un indicator al stării nucleului radioactiv (pur și simplu - un indicator):

1. Pisica este vie, miezul nu s-a dezintegrat.
2. Pisica este moartă, miezul s-a dezintegrat.

Totuși, trebuie să ținem cont de faptul că și pisica face parte dintr-un singur sistem, deoarece se află și în interiorul cutiei. Prin urmare, conform teoriei cuantice, pisica se află în așa-numita conexiune non-locală cu atomul, adică. în stare confuză , și deci în suprapunerea microlumii.

Rezultă că, odată cu schimbarea bruscă a unuia dintre obiectele sistemului, se va întâmpla și cu un alt obiect, oricât de îndepărtate ar fi acestea. Schimbarea instantanee de stare a ambelor obiecte demonstrează că avem de-a face sistem unificat, împărțit pur și simplu de spațiu în două părți.

Deci, putem spune cu încredere că pisica lui Schrödinger este momentan fie vie dacă atomul nu s-a degradat, fie moartă dacă atomul s-a dezintegrat.

Și totuși, datorită experimentului de gândire al lui Schrödinger a fost construit un dispozitiv matematic care descrie suprapunerea microlumii. Această cunoaștere este găsită aplicare largăîn criptografie și tehnologii informatice.

În cele din urmă, aș dori să remarc dragostea inepuizabilă pentru paradoxul misterios al „pisicii lui Schrödinger” din partea tuturor tipurilor de scriitori și cinematograf. Doar asta câteva exemple:

1. Un dispozitiv magic numit Pisica lui Schrödinger din romanul lui Lukyanenko Ultimul ceas.
2. În romanul polițist „Agenția de detectivi a lui Dirk Gently” de Douglas Adams, există o discuție plină de viață despre problema pisicii lui Schrödinger.
3. În romanul lui R. E. Heinlein „Pisica care trece prin pereți”, protagonistul, o pisică, este aproape constant în două stări în același timp.
4. faimos pisica Cheshire Lewis Carroll în romanul „Alice în Țara Minunilor”, îi place să apară în mai multe locuri deodată.
5. În romanul Fahrenheit 451, Ray Bradbury ridică problema pisicii lui Schrödinger, sub forma unui câine mecanic mort-viu.
6. În The Mage Healer, Christopher Stashef își descrie viziunea despre pisica lui Schrödinger într-un mod foarte ciudat.

Și multe alte idei încântătoare, complet imposibile despre un astfel de experiment de gândire misterios.

Era un fel de „secundar”. El însuși s-a angajat rar într-un anume anume problema stiintifica. Genul lui preferat de muncă a fost un răspuns la cel al cuiva cercetare științifică, dezvoltarea acestei lucrări sau critica ei. În ciuda faptului că Schrödinger însuși era un individualist prin natură, a avut întotdeauna nevoie de gândul altcuiva, de sprijinul pentru munca in continuare. În ciuda acestei abordări deosebite, Schrödinger a reușit să facă multe descoperiri.

Informatie biografica

Teoria lui Schrödinger este acum cunoscută nu numai studenților de la departamentele de fizică și matematică. Va fi de interes pentru oricine este interesat de știința populară. Această teorie a fost creată de celebrul fizician E. Schrodinger, care a intrat în istorie ca unul dintre creatorii mecanicii cuantice. Omul de știință s-a născut pe 12 august 1887 în familia proprietarului unei fabrici de pânză uleioasă. Viitorul om de știință, care a devenit faimos în întreaga lume pentru misterul său, era pasionat de botanică și desen în copilărie. Primul său mentor a fost tatăl său. În 1906, Schrödinger și-a început studiile la Universitatea din Viena, timp în care a început să admire fizica. Când a venit primul Razboi mondial, omul de știință a mers să servească ca artilerist. LA timp liber a studiat teoriile lui Albert Einstein.

Până la începutul anului 1927, în știință se dezvoltase o situație dramatică. E. Schrödinger credea că baza teoriei a procese cuantice ideea continuității valurilor ar trebui să servească. Heisenberg, dimpotrivă, credea că conceptul de discretitate a valurilor, precum și ideea de salturi cuantice, ar trebui să fie fundamentul pentru această zonă de cunoaștere. Niels Bohr nu a acceptat niciuna dintre poziții.

Progrese în știință

Pentru conceptul de mecanică ondulatorie în 1933, Schrödinger a primit Premiul Nobel. Cu toate acestea, fiind crescut în tradițiile fizicii clasice, omul de știință nu a putut gândi în alte categorii și nu a considerat mecanica cuantică ca fiind o ramură cu drepturi depline a cunoașterii. El nu a putut fi mulțumit de comportamentul dual al particulelor și a încercat să-l reducă exclusiv la comportamentul undei. În discuția sa cu N. Bohr, Schrödinger a spus astfel: „Dacă intenționăm să le păstrăm salturi cuantice, atunci regret în general că mi-am legat viața de fizica atomică.

Lucrări suplimentare ale cercetătorului

În același timp, Schrödinger nu a fost doar unul dintre fondatorii mecanicii cuantice moderne. El a fost cel care a introdus termenul „obiectivitatea descrierii” în uz științific. Aceasta este o oportunitate teorii științifice descrie realitatea fără participarea observatorului. A lui cercetări ulterioare au fost dedicate teoriei relativității, proceselor termodinamice, electrodinamicii neliniare a lui Born. De asemenea, oamenii de știință au făcut mai multe încercări de a crea o teorie unificată a câmpului. În plus, E. Schrödinger vorbea șase limbi.

Cea mai faimoasă ghicitoare

Teoria lui Schrödinger, în care apare aceeași pisică, a apărut din critica savantului la adresa teoriei cuantice. Unul dintre principalele sale postulate este că atâta timp cât sistemul nu este observat, acesta se află într-o stare de suprapunere. Și anume, în două sau mai multe stări care exclud existența reciprocă. Starea de suprapunere în știință are următoarea definiție: este capacitatea unui cuantic, care poate fi și un electron, un foton sau, de exemplu, nucleul unui atom, de a fi simultan în două stări sau chiar la două. puncte în spațiu într-un moment în care nimeni nu îl urmărește.

Obiecte din lumi diferite

Este foarte greu pentru o persoană obișnuită să înțeleagă o astfel de definiție. Pentru că fiecare obiect Lumea materială poate fi fie într-un punct din spațiu, fie în altul. Acest fenomen poate fi ilustrat după cum urmează. Observatorul ia două cutii și pune o minge de tenis într-una dintre ele. Va fi clar că este într-o cutie și nu în cealaltă. Dar dacă un electron este plasat într-unul dintre containere, atunci următoarea afirmație va fi adevărată: această particulă se află simultan în două cutii, oricât de paradoxală ar părea. În același mod, un electron dintr-un atom nu este situat într-un punct strict definit la un moment dat sau altul. Se rotește în jurul nucleului, fiind situat în toate punctele orbitei în același timp. În știință, acest fenomen este numit „nor de electroni”.

Ce a vrut să demonstreze omul de știință?

Astfel, comportamentul de mici și obiecte mari implementat în perfectă reguli diferite. În lumea cuantică, există niște legi, iar în macrocosmos - complet diferite. Cu toate acestea, nu există un astfel de concept care să explice tranziția de la lume articole materiale familiare oamenilor în microlume. Teoria lui Schrödinger a fost creată pentru a demonstra insuficiența cercetării în domeniul fizicii. Omul de știință a vrut să arate că există o știință al cărei scop este de a descrie obiecte mici și există un domeniu de cunoaștere care studiază obiectele obișnuite. În mare parte datorită muncii omului de știință, fizica a fost împărțită în două domenii: cuantică și clasică.

Teoria lui Schrödinger: descriere

Omul de știință și-a descris faimosul experiment de gândire în 1935. În implementarea sa, Schrödinger s-a bazat pe principiul suprapunerii. Schrödinger a subliniat că atâta timp cât nu observăm fotonul, acesta poate fi fie o particulă, fie o undă; atât roșu cât și verde; atât rotunde cât și pătrate. Acest principiu al incertitudinii, care decurge direct din conceptul de dualism cuantic, a fost folosit de Schrödinger în celebra sa ghicitoare cu pisici. Sensul experimentului pe scurt este următorul:

• O pisică este plasată într-o cutie închisă, precum și un recipient care conține acid cianhidric și o substanță radioactivă.
• Nucleul se poate dezintegra într-o oră. Probabilitatea acestui lucru este de 50%.
• Dacă nucleul atomic se descompune, atunci acest lucru va fi înregistrat de contorul Geiger. Mecanismul va funcționa și cutia cu otravă va fi spartă. Pisica va muri.
• Dacă degradarea nu are loc, atunci pisica lui Schrödinger va fi vie.

Conform acestei teorii, până când pisica este observată, aceasta se află simultan în două stări (moartă și vie), la fel ca nucleul unui atom (decăzut sau nedezintegrat). Desigur, acest lucru este posibil numai conform legilor lumii cuantice. În macrocosmos, o pisică nu poate fi atât vie, cât și moartă în același timp.

Paradoxul observatorului

Pentru a înțelege esența teoriei lui Schrödinger, este, de asemenea, necesar să avem o înțelegere a paradoxului observatorului. Sensul său este că obiectele microcosmosului pot fi simultan în două stări numai atunci când nu sunt observate. De exemplu, așa-numitul „Experiment cu 2 fante și un observator” este cunoscut în știință. Pe o placă opacă în care au fost făcute două fante verticale, oamenii de știință au direcționat un fascicul de electroni. Pe ecranul din spatele plăcii, electronii au pictat un model de undă. Cu alte cuvinte, au lăsat dungi albe și negre. Când cercetătorii au vrut să observe cum electronii zboară prin fante, particulele au afișat doar două dungi verticale pe ecran. S-au comportat ca niște particule, nu ca valurile.

Explicație de la Copenhaga

Explicația modernă a teoriei lui Schrödinger se numește cea de la Copenhaga. Pe baza paradoxului observatorului, sună așa: atâta timp cât nimeni nu observă nucleul unui atom din sistem, acesta se află simultan în două stări - degradat și nedezintegrat. Cu toate acestea, afirmația că pisica este vie și moartă în același timp este extrem de eronată. La urma urmei, aceleași fenomene nu se observă niciodată în macrocosmos ca și în microcosmos.

Asa de vorbim nu despre sistemul „cat-core”, ci despre faptul că contorul Geiger și nucleul atomului sunt interconectate. Nucleul poate alege una sau alta stare în momentul în care se fac măsurătorile. in orice caz opțiunea dată nu are loc în momentul în care experimentatorul deschide cutia cu pisica lui Schrödinger. De fapt, deschiderea cutiei are loc în macrocosmos. Cu alte cuvinte, într-un sistem care este foarte departe de lumea atomică. Prin urmare, nucleul își selectează starea exact în momentul în care lovește detectorul contorului Geiger. Astfel, Erwin Schrödinger, în experimentul său de gândire, nu a descris pe deplin sistemul.

Concluzii generale

Astfel, nu este în întregime corect să asociem macrosistemul cu lumea microscopică. În lumea macro legi cuanticeîși pierd puterea. Nucleul unui atom poate fi simultan în două stări numai în microcosmos. Nu același lucru se poate spune despre pisică, deoarece este un obiect al macrocosmosului. Prin urmare, doar la prima vedere pare că pisica trece de la suprapunere la una dintre stările în momentul deschiderii cutiei. De fapt, soarta lui este determinată în momentul în care nucleul atomic interacționează cu detectorul. Concluzia poate fi trasă după cum urmează: starea sistemului din ghicitoarea lui Erwin Schrödinger nu are nimic de-a face cu o persoană. Nu depinde de experimentator, ci de detector - un obiect care „observă” nucleul.

Continuarea conceptului

teoria Schrödinger în cuvinte simple este descrisă astfel: în timp ce observatorul nu privește sistemul, acesta poate fi simultan în două stări. Cu toate acestea, un alt om de știință - Eugene Wigner, a mers mai departe și a decis să aducă conceptul de Schrödinger la absurd total. „Scuzați-mă!” a spus Wigner, „ce-ar fi dacă lângă experimentatorul care urmărește pisica este colegul lui?” Partenerul nu știe exact ce a văzut experimentatorul însuși în momentul în care a deschis cutia cu pisica. Pisica lui Schrödinger părăsește starea de suprapunere. Cu toate acestea, nu pentru un coleg observator. Abia în acel moment, când soarta pisicii devine cunoscută de acesta din urmă, animalul poate fi numit în sfârșit viu sau mort. În plus, există miliarde de oameni pe planeta Pământ. Iar verdictul final poate fi dat numai atunci când rezultatul experimentului devine proprietatea tuturor ființelor vii. Desigur, tuturor oamenilor li se poate spune soarta pisicii și teoria lui Schrödinger pe scurt, dar acesta este un proces foarte lung și laborios.

Principiile dualismului cuantic în fizică nu au fost niciodată infirmate de experimentul gândirii lui Schrödinger. Într-un fel, orice creatură nu poate fi numită nici vie, nici moartă (fiind în suprapunere), atâta timp cât există cel puțin o persoană care nu o urmărește.

Nu toată lumea citește cărți despre marile invenții ale omenirii. Dar cu siguranță toți cei care au vizionat serialul „Theory Marea explozie”, a auzit despre un astfel de fenomen precum „Pisica lui Schrödinger”. Deoarece este legat de mecanica cuantică, o persoană fără educatie tehnica destul de greu de înțeles sensul ei. Să încercăm să ne dăm seama ce înseamnă conceptul de „Pisica lui Schrödinger” în cuvinte simple.

Conţinut:

Scurt istoric

Erwin Schrödinger – celebru fizician, unul dintre creatorii teoriei mecanicii cuantice. semn distinctiv a lui activitate științifică era așa-zisul secundar. Rareori a fost primul care a investigat ceva.

Practic, Schrödinger a scris recenzii despre invenția cuiva sau realizare științifică, a criticat autorul sau a trecut la dezvoltarea în continuare a cercetărilor și descoperirilor altor persoane. Deși era un individualist din fire, nu putea decât să se bazeze pe ideile și gândurile altora, pe care le-a luat ca bază în cercetările sale. În ciuda acestui fapt, el a făcut contribuție uriașăîn dezvoltarea mecanicii cuantice, în mare parte datorită ghicitoarei sale despre „Pisica lui Schrödinger”.

Realizările lui Schrödinger în știință includ:

• crearea conceptului de mecanică ondulatorie (pentru aceasta a primit Premiul Nobel în 1933);
• introdus în cifra de afaceri stiintifica termenul „obiectivitatea descrierii” – a fundamentat posibilitatea unor teorii științifice fără implicare directă subiectul cercetării (un observator extern) pentru a descrie realitatea înconjurătoare;
• a dezvoltat teoria relativității;
• a studiat procesele termodinamice și electrodinamica neliniară a lui Born;
• a încercat să creeze teorie unificată câmpuri.

Conceptul de „pisica lui Schrödinger”

„Pisica lui Shroedinger”- celebrul mister al teoriei Schrödinger, un experiment de gândire condus de un fizician teoretician austriac, cu ajutorul căruia s-a putut demonstra incompletitudinea mecanicii cuantice în trecerea de la microsisteme la macrosisteme. Toată această teorie se bazează pe critică realizările oamenilor de știință mecanica cuantică.

Înainte de a trece la descrierea experimentului, este necesar să se definească conceptele de bază care sunt utilizate în acesta. Principalul postulat al celebrului fenomen spune că atâta timp cât nimeni nu urmărește sistemul, acesta este în poziție de suprapunere- simultan în două sau mai multe stări care exclud existenţa reciprocă. Schrödinger însuși a dat următoarea definiție a suprapunerii - aceasta este o capacitate cuantică (un electron, un foton și nucleul unui atom poate fi în rolul unui cuantic) de a fi în mai multe stări sau mai multe puncte ale spațiului în același timp , în timp ce nimeni nu urmărește sistemul. Un cuantic este un obiect microscopic al micromediului.

Descrierea experimentului

Articolul original în care Schrödinger își explică experimentul a fost publicat în 1935. Metoda de comparație și chiar de uzurpare a identității a fost folosită pentru a descrie experimentul.

Este foarte dificil să înțelegeți exact ce a avut în vedere Schrödinger atunci când a studiat acest articol. Voi încerca să descriu esența experimentului în cuvinte simple.

Punem pisica într-o cutie cu un mecanism care conține un nucleu atomic radioactiv și un recipient plin cu gaz otrăvitor. Experimentul este efectuat cu parametrii de probabilitate de dezintegrare selectați cu precizie nucleul atomic– 50% pentru 1 oră. Când miezul se descompune, gazul se scurge din recipient, ceea ce duce la moartea pisicii. Dacă acest lucru nu se întâmplă, nu se întâmplă nimic cu pisica, este în viață și sănătoasă.

Trece o oră și vrem să obținem un răspuns la întrebarea: pisica a murit sau a rămas în viață? Conform teoriei avansate a lui Schrödinger, nucleul unui atom, ca o pisică, se află într-o cutie în mai multe stări în același timp (definiția suprapunerii). Până în momentul deschiderii cutiei, microsistemul, în care se află nucleul atomului și pisica, cu o probabilitate de 50% - are starea „nucleul s-a degradat, pisica a murit”, și cu aceeași probabilitatea să aibă starea „nucleul nu s-a degradat, pisica este în viață”. Acest lucru confirmă ipoteza că pisica care stă în cutie este atât vie, cât și moartă în același timp, adică se află în mai multe stări în același timp în același timp. Se dovedește că pisica care stă în cutie este și vie și moartă în același timp.

vorbind limbaj simplu, Fenomenul Pisica lui Schrödinger explică posibilitatea faptului că din punctul de vedere al mecanicii cuantice, pisica este atât vie, cât și moartă în același timp ceea ce este imposibil în realitate. Pe această bază, putem concluziona că există defecte semnificative în teoria mecanicii cuantice.

Dacă nu observați nucleul unui atom într-un microsistem, atunci există o amestecare a două stări - un nucleu degradat și un nucleu nedegradat. Când cutia este deschisă, experimentatorul poate observa doar unul stare specifică. Deoarece pisica reprezintă nucleul atomului, va fi, de asemenea, într-o singură stare - fie vie, fie moartă.

Dezlegarea paradoxului - interpretarea de la Copenhaga

Oamenii de știință de la Copenhaga au rezolvat ghicitoarea pisicii lui Schrödinger. Interpretarea modernă de la Copenhaga este că pisica este vie/moartă fără stări intermediare, deoarece nucleul nu se descompune sau nu se descompune atunci când se deschide cutia, ci chiar mai devreme, când nucleul este trimis la detector. Explicația pentru aceasta este următoarea: reducerea funcția de undă Microsistemul „pisica-detector-nucleu” nu are nicio legătură cu persoana care observă cutia, ci este conectat cu detectorul-observator al nucleului.

Această interpretare a fenomenului Pisicii lui Schrödinger neagă posibilitatea ca pisica să se afle într-o stare de suprapunere înainte de a deschide cutia – în starea de pisică vie/moartă în același timp. O pisică dintr-un macrosistem este întotdeauna într-o singură stare.

Important! Experimentul lui Schrödinger a arătat că un micro-obiect și un macro-obiect se comportă în sisteme în conformitate cu legi diferite- legile fizicii cuantice și legile fizicii în ea înțelegere clasică respectiv.

Dar nu există nicio știință care să studieze fenomenele în timpul tranziției de la un macrosistem la un microsistem. Erwin Schrödinger a fost entuziasmat de ideea de a efectua un astfel de experiment tocmai în scopul de a demonstra slăbiciunea și incompletitudinea teoriei generale a fizicii. Dorința sa cea mai profundă a fost să demonstreze prin experiență concretă că fiecare știință își îndeplinește propriile sarcini: fizica clasica studiază macroobiectele, fizica cuantică studiază microobiectele. Este nevoie de dezvoltare cunoștințe științifice pentru a descrie procesul de tranziție de la obiectele mari la cele mici în sisteme.

Este foarte greu pentru un simplu profan să înțeleagă imediat esența acestui paradox. Într-adevăr, în mintea fiecărei persoane există convingerea că orice obiect al lumii materiale în acest moment timpul poate fi doar la un moment dat.

Dar teoria lui Schrödinger poate fi aplicată doar micro-obiectelor, în timp ce pisica este un obiect al macrocosmosului.

Cea mai recentă interpretare a paradoxului pisicii lui Schrödinger este aplicarea sa în The Big Bang Theory, în care protagonistul Sheldon Cooper și-a explicat natura unei Penny mai puțin educate. Cooper a transferat acest fenomen în zonă relatii umane. Pentru a înțelege bine sau relatie proastaîntre persoane de sex opus, trebuie doar să deschideți cutia. Și până în acest punct, orice relație este atât bună, cât și rea.

24 iunie 2015

Spre rusinea mea, vreau sa recunosc ca am auzit aceasta expresie, dar nu stiam deloc ce inseamna si macar pe ce subiect a fost folosita. Să vă spun ce am citit pe internet despre această pisică...

« Pisica lui Shroedinger„- acesta este numele celebrului experiment de gândire al celebrului fizician teoretician austriac Erwin Schrödinger, care este și laureat Premiul Nobel. Cu ajutorul acestui experiment fictiv, omul de știință a dorit să arate incompletitudinea mecanicii cuantice în trecerea de la sistemele subatomice la sistemele macroscopice.

Articolul original al lui Erwin Schrödinger a fost publicat în 1935. Iată citatul:

Puteți construi și cazuri în care burlescul este suficient. Lasă o pisică încuiată într-o cameră de oțel, împreună cu următoarea mașinărie diabolică (care ar trebui să fie indiferent de intervenția pisicii): în interiorul contorului Geiger este o cantitate mică. substanță radioactivă, atât de mic încât doar un atom se poate descompune într-o oră, dar cu aceeași probabilitate este posibil să nu se descompună; dacă se întâmplă acest lucru, tubul de citire este descărcat și se activează un releu, coborând ciocanul, care rupe conul de acid cianhidric.

Dacă lăsăm întregul sistem în sine timp de o oră, atunci putem spune că pisica va fi în viață după acest timp, atâta timp cât atomul nu se descompune. Prima dezintegrare a unui atom ar fi otrăvit pisica. Funcția psi a sistemului în ansamblu va exprima acest lucru amestecând în sine sau mânjind pisica vie și moartă (iertați expresia) în proporții egale. Tipic în cazuri similare este că incertitudinea limitată inițial lumea atomică, este convertită în incertitudine macroscopică, care poate fi eliminată prin observare directă. Acest lucru ne împiedică să acceptăm naiv „modelul blur” ca reflectând realitatea. În sine, acest lucru nu înseamnă nimic neclar sau contradictoriu. Există o diferență între o fotografie neclară sau nefocalizată și o fotografie în nor sau ceață.

Cu alte cuvinte:

1. Există o cutie și o pisică. Cutia conține un mecanism care conține un nucleu atomic radioactiv și un recipient cu gaz otrăvitor. Parametrii experimentali sunt aleși astfel încât probabilitatea dezintegrarii nucleare într-o oră să fie de 50%. Dacă miezul se dezintegrează, recipientul de gaz se deschide și pisica moare. Dacă nu are loc dezintegrarea nucleului, pisica rămâne în viață și sănătoasă.
2. Închidem pisica într-o cutie, așteptăm o oră și ne întrebăm: pisica este vie sau moartă?
3. Mecanica cuantică, așa cum spune, ne spune că nucleul atomic (și, prin urmare, pisica) este în toate stări posibileîn același timp (cf. suprapunerea cuantică). Înainte de a deschide cutia, sistemul „cat-core” este în starea „nucleul s-a degradat, pisica este moartă” cu o probabilitate de 50% și în starea „nucleul nu s-a degradat, pisica este în viață” cu o probabilitate de 50%. Se dovedește că pisica care stă în cutie este și vie și moartă în același timp.
4. Conform modernului interpretare de la Copenhaga, pisica este încă vie / moartă fără stări intermediare. Și alegerea stării de dezintegrare a nucleului nu are loc în momentul deschiderii cutiei, ci chiar și atunci când nucleul intră în detector. Deoarece reducerea funcției de undă a sistemului „pisica-detector-nucleu” nu este legată de observatorul uman al cutiei, ci este legată de detector-observator al nucleului.

Conform mecanicii cuantice, dacă nucleul unui atom nu este observat, atunci starea acestuia este descrisă printr-un amestec de două stări - un nucleu degradat și un nucleu nedescompus, prin urmare, o pisică așezată într-o cutie și personifică nucleul unui atom. este viu și mort în același timp. Dacă cutia este deschisă, atunci experimentatorul poate vedea o singură stare specifică - „nucleul s-a dezintegrat, pisica este moartă” sau „nucleul nu s-a dezintegrat, pisica este vie”.

esență limbajul uman: Experimentul lui Schrödinger a arătat că, din punctul de vedere al mecanicii cuantice, o pisică este atât vie, cât și moartă în același timp, ceea ce nu poate fi. Prin urmare, mecanica cuantică are defecte semnificative.

Întrebarea este următoarea: când un sistem încetează să existe ca un amestec de două stări și alege una concretă? Scopul experimentului este de a arăta că mecanica cuantică este incompletă fără niște reguli care specifică în ce condiții se prăbușește funcția de undă, iar pisica fie devine moartă, fie rămâne în viață, dar încetează să mai fie un amestec al ambelor. Deoarece este clar că pisica trebuie să fie în mod necesar fie vie, fie moartă (nu există o stare intermediară între viață și moarte), acest lucru va fi același pentru nucleul atomic. Trebuie neapărat să fie rupt sau nu (Wikipedia).

O altă interpretare cea mai recentă a experimentului de gândire al lui Schrödinger este povestea lui Sheldon Cooper de la Big Bang Theory, care a vorbit cu vecinul mai puțin educat al lui Penny. Ideea poveștii lui Sheldon este că conceptul de pisică a lui Schrödinger poate fi aplicat relațiilor dintre oameni. Pentru a înțelege ce se întâmplă între un bărbat și o femeie, ce fel de relație între ei: bună sau rea, trebuie doar să deschideți cutia. Până atunci, relațiile sunt atât bune, cât și rele.

Mai jos este un videoclip al acestui dialog Big Bang Theory dintre Sheldon și Peny.

Ilustrația lui Schrödinger este cel mai bun exemplu pentru a descrie principalul paradox al fizicii cuantice: conform legilor sale, particule precum electronii, fotonii și chiar atomii există în două stări în același timp („în viață” și „moartă”, dacă vă amintiți pisica îndelung suferindă). Aceste stări se numesc suprapoziții.

fizician american Art Hobson de la Universitatea din Arkansas (Universitatea de Stat din Arkansas) și-a oferit soluția la acest paradox.

„Măsurătorile în fizică cuantică se bazează pe funcţionarea unor aparate macroscopice, precum un contor Geiger, cu ajutorul cărora stare cuantică sisteme microscopice - atomi, fotoni și electroni. Teoria cuantică presupune că dacă conectați un sistem microscopic (particulă) la un dispozitiv macroscopic care distinge două diferite state sistem, atunci dispozitivul (contor Geiger, de exemplu) va intra într-o stare de întricare cuantică și va fi, de asemenea, simultan în două suprapoziții. Cu toate acestea, este imposibil de observat direct acest fenomen, ceea ce îl face inacceptabil”, spune fizicianul.

Hobson spune că, în paradoxul lui Schrödinger, pisica joacă rolul unui dispozitiv macroscopic, un contor Geiger, conectat la un nucleu radioactiv pentru a determina starea de dezintegrare sau „nedezintegrare” a acestui nucleu. În acest caz, o pisică vie va fi un indicator al „nedegradării”, iar o pisică moartă - un indicator al dezintegrarii. Dar, conform teoriei cuantice, pisica, ca și nucleul, trebuie să se afle în două suprapuneri ale vieții și ale morții.

În schimb, potrivit fizicianului, starea cuantică a pisicii trebuie să fie încurcată cu starea atomului, ceea ce înseamnă că acestea se află într-o „conexiune non-locală” între ele. Adică, dacă starea unuia dintre obiectele încurcate se schimbă brusc la opus, atunci și starea perechii sale se va schimba în același mod, indiferent cât de departe sunt acestea. În același timp, Hobson se referă la confirmarea experimentală a acestei teorii cuantice.

„Cel mai interesant lucru despre teoria întanglementării cuantice este că schimbarea stării ambelor particule are loc instantaneu: niciun semnal luminos sau electromagnetic nu ar avea timp să transfere informații de la un sistem la altul. Deci, puteți spune că este un obiect împărțit în două părți de spațiu, indiferent cât de mare este distanța dintre ele”, explică Hobson.

Pisica lui Schrödinger nu mai este în viață și moartă în același timp. El este mort dacă se întâmplă decăderea și viu dacă dezintegrarea nu are loc niciodată.

Adăugăm că soluții similare la acest paradox au fost propuse de încă trei grupuri de oameni de știință în ultimii treizeci de ani, dar nu au fost luate în serios și au rămas neobservate în comunitatea științifică largă. Hobson notează că soluția paradoxurilor mecanicii cuantice, cel puțin teoretică, este absolut necesară pentru înțelegerea ei profundă.

Schrödinger

Și recent, TEORETICA A EXPLICAT CUM GRAVITATEA OMĂ PISICA LUI SCHROEDINGER, dar acest lucru este deja mai complicat...

De regulă, fizicienii explică fenomenul că suprapunerea este posibilă în lumea particulelor, dar imposibilă cu pisici sau alte macro-obiecte, interferența de la mediu inconjurator. Când un obiect cuantic trece printr-un câmp sau interacționează cu particule aleatorii, el își asumă imediat o singură stare - ca și cum ar fi fost măsurat. Așa se prăbușește suprapunerea, așa cum credeau oamenii de știință.

Dar chiar dacă într-un fel ar deveni posibil să se izoleze macroobiectul, care se află într-o stare de suprapunere, de interacțiunile cu alte particule și câmpuri, atunci tot mai devreme sau mai târziu ar căpăta o singură stare. De macar, acest lucru este valabil pentru procesele care au loc pe suprafața Pământului.

„Undeva în spațiul interstelar, poate că o pisică ar avea șansa să mențină coerența cuantică, dar pe Pământ sau aproape de orice planetă acest lucru este extrem de puțin probabil. Iar motivul pentru aceasta este gravitația”, explică Igor Pikovski, autorul principal al noului studiu, de la Centrul Harvard-Smithsonian pentru Astrofizică.

Pikovsky și colegii săi de la Universitatea din Viena susțin că gravitația are un efect distructiv asupra suprapunerilor cuantice ale macroobiectelor și, prin urmare, nu observăm astfel de fenomene în macrocosmos. Conceptul de bază al noii ipoteze, de altfel, este rezumat în film de lung metraj"Interstelar".

Einstein teorie generală Relativitatea afirmă că un obiect extrem de masiv va deforma spațiu-timp în apropierea lui. Având în vedere situația la un nivel mai mic, putem spune că pentru o moleculă plasată lângă suprafața Pământului, timpul va merge ceva mai încet decât pentru una care se află pe orbita planetei noastre.

Datorită influenței gravitației asupra spațiu-timpului, o moleculă care se încadrează sub această influență va experimenta o abatere a poziției sale. Și aceasta, la rândul său, ar trebui să-i afecteze și energia internă - vibrațiile particulelor dintr-o moleculă, care se schimbă în timp. Dacă o moleculă este introdusă într-o stare de suprapunere cuantică a două locații, atunci relația dintre poziție și energie interna ar determina în curând molecula să „alege” doar una dintre cele două poziții în spațiu.

„În cele mai multe cazuri, fenomenul de decoerență este asociat cu influența externă, dar în acest caz vibrația internă a particulelor interacționează cu mișcarea moleculei în sine”, explică Pikovsky.

Acest efect nu a fost încă observat, deoarece alte surse de decoerență, precum campuri magnetice, Radiație termala iar vibrațiile tind să fie mult mai puternice și provoacă distrugerea sistemelor cuantice cu mult înainte ca gravitația să o facă. Dar experimentatorii caută să testeze ipoteza declarată.

O configurație similară ar putea fi folosită și pentru a testa capacitatea gravitației de a distruge sistemele cuantice. Pentru a face acest lucru, va fi necesar să comparați interferometrele verticale și orizontale: în primul, suprapunerea va dispărea în curând din cauza dilatației timpului la diferite „înălțimi” ale căii, în timp ce în al doilea, suprapunerea cuantică poate persista. .

surse

http://4brain.ru/blog/%D0%BA%D0%BE%D1%82-%D1%88%D1%80%D0%B5%D0%B4%D0%B8%D0%BD%D0% B3%D0%B5%D1%80%D0%B0-%D1%81%D1%83%D1%82%D1%8C-%D0%BF%D1%80%D0%BE%D1%81%D1% 82%D1%8B%D0%BC%D0%B8-%D1%81%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BC%D0%B8/

http://www.vesti.ru/doc.html?id=2632838

Iată ceva mai aproape științific: de exemplu, și aici. Dacă nu știți deja, citiți despre și despre ce este vorba. Și aflăm ce Articolul original este pe site InfoGlaz.rf Link către articolul din care este făcută această copie -

Cu siguranță ați auzit de mai multe ori că există un astfel de fenomen precum „Pisica lui Schrödinger”. Dar dacă nu ești fizician, atunci, cel mai probabil, îți imaginezi doar de la distanță ce fel de pisică este și de ce este nevoie de ea.

« Pisica lui Shroedinger”- acesta este numele celebrului experiment de gândire al celebrului fizician teoretician austriac Erwin Schrödinger, care este și laureat al Premiului Nobel. Cu ajutorul acestui experiment fictiv, omul de știință a dorit să arate incompletitudinea mecanicii cuantice în trecerea de la sistemele subatomice la sistemele macroscopice.

În acest articol se încearcă explicarea în termeni simpli a esenței teoriei lui Schrödinger despre pisica și mecanica cuantică, astfel încât să fie accesibilă unei persoane care nu are studii tehnice superioare. Articolul va prezenta și diverse interpretări ale experimentului, inclusiv cele din seria Big Bang Theory.

Descrierea experimentului

Articolul original al lui Erwin Schrödinger a fost publicat în 1935. În el, experimentul a fost descris folosind sau chiar personificat:

Puteți construi și cazuri în care burlescul este suficient. Lasă o pisică să fie închisă într-o cameră de oțel, împreună cu următoarea mașină diabolică (care ar trebui să fie independentă de intervenția pisicii): în interiorul contorului Geiger se află o cantitate mică de material radioactiv, atât de mică încât doar un atom se poate descompune. o oră, dar cu aceeași probabilitatea s-ar putea să nu se destrame; dacă se întâmplă acest lucru, tubul de citire este descărcat și se activează un releu, coborând ciocanul, care rupe conul de acid cianhidric.

Dacă lăsăm întregul sistem în sine timp de o oră, atunci putem spune că pisica va fi în viață după acest timp, atâta timp cât atomul nu se descompune. Prima dezintegrare a unui atom ar fi otrăvit pisica. Funcția psi a sistemului în ansamblu va exprima acest lucru amestecând în sine sau mânjind pisica vie și moartă (iertați expresia) în proporții egale. Tipic în astfel de cazuri este faptul că incertitudinea, limitată inițial la lumea atomică, este transformată într-o incertitudine macroscopică care poate fi eliminată prin observare directă. Acest lucru ne împiedică să acceptăm naiv „modelul blur” ca reflectând realitatea. În sine, acest lucru nu înseamnă nimic neclar sau contradictoriu. Există o diferență între o fotografie neclară sau nefocalizată și o fotografie în nor sau ceață.

Cu alte cuvinte:

1. Există o cutie și o pisică. Cutia conține un mecanism care conține un nucleu atomic radioactiv și un recipient cu gaz otrăvitor. Parametrii experimentali sunt aleși astfel încât probabilitatea dezintegrarii nucleare într-o oră să fie de 50%. Dacă miezul se dezintegrează, recipientul de gaz se deschide și pisica moare. Dacă nu are loc dezintegrarea nucleului, pisica rămâne în viață și sănătoasă.
2. Închidem pisica într-o cutie, așteptăm o oră și ne întrebăm: pisica este vie sau moartă?
3. Mecanica cuantică, așa cum spune, ne spune că nucleul atomic (și, prin urmare, pisica) se află în toate stările posibile în același timp (vezi suprapunerea cuantică). Înainte de a deschide cutia, sistemul „cat-core” este în starea „nucleul s-a degradat, pisica este moartă” cu o probabilitate de 50% și în starea „nucleul nu s-a degradat, pisica este în viață” cu o probabilitate de 50%. Se dovedește că pisica care stă în cutie este și vie și moartă în același timp.
4. Conform interpretării moderne de la Copenhaga, pisica este încă vie / moartă fără stări intermediare. Și alegerea stării de dezintegrare a nucleului nu are loc în momentul deschiderii cutiei, ci chiar și atunci când nucleul intră în detector. Deoarece reducerea funcției de undă a sistemului „pisica-detector-nucleu” nu este legată de observatorul uman al cutiei, ci este legată de detector-observator al nucleului.

Explicație în cuvinte simple

Conform mecanicii cuantice, dacă nucleul unui atom nu este observat, atunci starea acestuia este descrisă printr-un amestec de două stări - un nucleu degradat și un nucleu nedescompus, prin urmare, o pisică așezată într-o cutie și personifică nucleul unui atom. este viu și mort în același timp. Dacă cutia este deschisă, atunci experimentatorul poate vedea o singură stare specifică - „nucleul s-a dezintegrat, pisica este moartă” sau „nucleul nu s-a dezintegrat, pisica este vie”.

Esența în limbajul uman: Experimentul lui Schrödinger a arătat că, din punctul de vedere al mecanicii cuantice, o pisică este atât vie, cât și moartă în același timp, ceea ce nu poate fi. În consecință, mecanica cuantică are defecte semnificative.

Întrebarea este următoarea: când un sistem încetează să existe ca un amestec de două stări și alege una concretă? Scopul experimentului este de a arăta că mecanica cuantică este incompletă fără niște reguli care specifică în ce condiții se prăbușește funcția de undă, iar pisica fie devine moartă, fie rămâne în viață, dar încetează să mai fie un amestec al ambelor. Deoarece este clar că pisica trebuie să fie în mod necesar fie vie, fie moartă (nu există o stare intermediară între viață și moarte), acest lucru va fi același pentru nucleul atomic. Trebuie neapărat să fie rupt sau nu (Wikipedia).

Videoclip din The Big Bang Theory

O altă interpretare cea mai recentă a experimentului de gândire al lui Schrödinger este povestea lui Sheldon Cooper de la Big Bang Theory, care a vorbit cu vecinul mai puțin educat al lui Penny. Ideea poveștii lui Sheldon este că conceptul de pisică a lui Schrödinger poate fi aplicat relațiilor dintre oameni. Pentru a înțelege ce se întâmplă între un bărbat și o femeie, ce fel de relație între ei: bună sau rea, trebuie doar să deschideți cutia. Până atunci, relațiile sunt atât bune, cât și rele.

Mai jos este un videoclip al acestui dialog Big Bang Theory dintre Sheldon și Peny.

Era pisica încă în viață ca urmare a experimentului?

Pentru cei care citesc articolul cu neatenție, dar încă își fac griji cu privire la pisică - Vești bune: nu vă faceți griji, conform datelor noastre, ca urmare a unui experiment de gândire al unui fizician austriac nebun

NU A FOST RĂNIT NICIO PISICĂ