Pisica lui Schrödinger este un experiment de gândire celebru. A fost pusă de celebrul laureat al Nobel pentru fizică - omul de știință austriac Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger.

Esența experimentului a fost următoarea. O pisică a fost plasată într-o cameră închisă (cutie). Cutia este echipată cu un mecanism care conține un miez radioactiv și gaz otrăvitor. Parametrii sunt aleși astfel încât probabilitatea unei dezintegrare nucleară într-o oră să fie exact cincizeci la sută. Dacă miezul se dezintegrează, mecanismul va intra în acțiune și se va deschide un recipient cu gaz otrăvitor. Prin urmare, pisica lui Schrödinger va muri.

Conform legilor, dacă nu observați nucleul, atunci stările sale vor fi descrise de două stări de bază - nucleul degradat și nu. Și aici apare un paradox: pisica lui Schrödinger, care stă într-o cutie, poate fi și moartă și vie în același timp. Dar dacă cutia este deschisă, experimentatorul va vedea o singură stare specifică. Fie „nucleul s-a dezintegrat și pisica este moartă”, fie „nucleul nu s-a dezintegrat și pisica lui Schrödinger este în viață”.

În mod logic, vom avea una dintre cele două ieșiri: fie o pisică vie, fie una moartă. Dar în potențial animalul se află în ambele stări deodată. Schrodinger a încercat astfel să-și demonstreze părerea despre limitările mecanicii cuantice.

Conform interpretării de la Copenhaga și a acestui experiment în special, o pisică aflată într-una dintre fazele sale potențiale (mort-vie) dobândește aceste proprietăți numai după ce un observator extern interferează cu procesul. Dar atâta timp cât acest observator nu este prezent (acest lucru implică prezența unei anumite persoane care are virtuțile clarității viziunii și conștiinței), pisica va fi în limb „între viață și moarte”.

Celebra pildă antică despre o pisică care se plimbă singură capătă nuanțe noi, interesante în contextul acestui experiment.

Potrivit lui Everett, care diferă net de cel clasic de la Copenhaga, procesul de observare nu este considerat ceva special. Ambele afirmații că pisica lui Schrödinger poate fi în pot exista în această interpretare. Dar se decoerează unul cu celălalt. Aceasta înseamnă că unitatea acestor stări va fi încălcată tocmai ca urmare a interacțiunii cu lumea exterioară. Observatorul este cel care deschide cutia și aduce discordie în starea pisicii.

Există o părere că cuvântul decisiv în această chestiune ar trebui lăsat unei astfel de creaturi precum pisica lui Schrödinger. Sensul acestei opinii este acceptarea faptului că, în întregul experiment dat, animalul este singurul observator absolut competent. De exemplu, oamenii de știință Max Tegmark, Bruno Marshal și Hans Moraven au prezentat o modificare a experimentului de mai sus, unde punctul de vedere principal este opinia pisicii. În acest caz, pisica lui Schrödinger supraviețuiește fără îndoială, deoarece doar pisica supraviețuitoare poate observa rezultatele. Dar omul de știință Nadav Katz și-a publicat rezultatele, în care a reușit să „returneze” starea particulei după ce și-a schimbat starea. Astfel, șansele de supraviețuire ale pisicii cresc semnificativ.

Yuri Gordeev
Programator, dezvoltator de jocuri, designer, artist

„Pisica lui Schrödinger” este un experiment de gândire propus de unul dintre pionierii fizicii cuantice pentru a arăta cât de ciudat arată efectele cuantice atunci când sunt aplicate sistemelor macroscopice.

Voi încerca să explic în cuvinte foarte simple: domnilor fizicii, nu exact. Expresia „aproximativ vorbind” este implicată mai departe înaintea fiecărei propoziții.

La o scară foarte, foarte mică, lumea este alcătuită din lucruri care se comportă în moduri foarte neobișnuite. Una dintre cele mai ciudate caracteristici ale unor astfel de obiecte este capacitatea de a fi în două stări care se exclud reciproc în același timp.

Ceea ce este și mai neobișnuit din punct de vedere intuitiv (cineva va spune chiar, înfiorător) este că actul de observare intenționată elimină această incertitudine, iar un obiect care tocmai a fost în două stări contradictorii în același timp apare în fața observatorului în doar unul dintre ei, ca și cum nimic nu s-ar fi întâmplat niciodată, privește în lateral și fluieră inocent.

La nivel subatomic, toată lumea s-a obișnuit de multă vreme cu aceste șmecherii. Există un aparat matematic care descrie aceste procese, iar cunoștințele despre ele au găsit o varietate de aplicații: de exemplu, în computere și criptografie.

La nivel macroscopic, aceste efecte nu sunt observate: obiectele cunoscute nouă sunt întotdeauna într-o singură stare specifică.

Și acum un experiment de gândire. Luăm o pisică și o punem într-o cutie. De asemenea, punem acolo un balon cu gaz otrăvitor, un atom radioactiv și un contor Geiger. Un atom radioactiv se poate degrada sau nu în orice moment. Dacă scade, contorul va detecta radiațiile, un mecanism simplu va sparge balonul cu gaz și pisica noastră va muri. Dacă nu, pisica va trăi.

Închidem cutia. Din acest punct de vedere, din punctul de vedere al mecanicii cuantice, atomul nostru se află într-o stare de incertitudine - s-a dezintegrat cu o probabilitate de 50% și nu s-a dezintegrat cu o probabilitate de 50%. Înainte să deschidem cutia și să privim înăuntru (faceți o observație), aceasta va fi în ambele stări simultan. Și din moment ce soarta unei pisici depinde direct de starea acestui atom, se dovedește că pisica este, de asemenea, literalmente vie și moartă în același timp („... mânjirea unei pisici vie și moartă (îmi pare rău pentru expresie) în proporții egale...” – scrie autorul experimentului). Așa ar descrie teoria cuantică această situație.

Schrödinger cu greu a ghicit ce agitație va face ideea lui. Desigur, experimentul în sine, chiar și în original, este descris extrem de grosolan și fără pretenții de acuratețe științifică: autorul a dorit să transmită colegilor săi ideea că teoria trebuie completată cu definiții mai clare ale unor astfel de procese precum „observarea”. pentru a exclude din jurisdicția sa scenariile cu pisici în cutii.

Ideea de pisică a fost folosită chiar pentru a „demonstra” existența lui Dumnezeu ca supraminte, care prin observarea sa continuă face posibilă însăși existența noastră. În realitate, „observarea” nu necesită un observator conștient, ceea ce privează efectele cuantice de un oarecare misticism. Dar chiar și așa, fizica cuantică rămâne astăzi pe frontul științei cu multe fenomene inexplicabile și interpretările lor.

Ivan Boldin
Candidat la Științe Fizice și Matematice, Cercetător, absolvent MIPT

Comportamentul obiectelor din microlume (particule elementare, atomi, molecule) diferă semnificativ de comportamentul obiectelor cu care avem de-a face de obicei. De exemplu, un electron poate zbura simultan prin două locuri îndepărtate spațial sau poate fi simultan pe mai multe orbite într-un atom. Pentru a descrie aceste fenomene, a fost creată o teorie - fizica cuantică. Conform acestei teorii, de exemplu, particulele pot fi mânjite în spațiu, dar dacă doriți să determinați unde se află particula, la urma urmei, atunci veți găsi întotdeauna întreaga particulă într-un loc, adică se va prăbuși de la ea. stare mânjită într-un loc anume. Adică, se crede că până nu măsurați poziția unei particule, aceasta nu are deloc poziție, iar fizica poate doar prezice cu ce probabilitate în ce loc puteți găsi o particulă.

Erwin Schrödinger, unul dintre creatorii fizicii cuantice, și-a pus întrebarea: ce se întâmplă dacă, în funcție de rezultatul măsurării stării unei microparticule, un eveniment are loc sau nu. De exemplu, acest lucru ar putea fi implementat după cum urmează: un atom radioactiv este luat cu un timp de înjumătățire de, să zicem, o oră. Un atom poate fi plasat într-o cutie opac, pune acolo un dispozitiv care, atunci când produsele dezintegrarii radioactive a atomului îl lovesc, sparge o fiolă cu gaz otrăvitor și pune o pisică în această cutie. Atunci nu veți vedea din exterior dacă atomul s-a degradat sau nu, adică, conform teoriei cuantice, s-a degradat simultan și nu s-a degradat, iar pisica, prin urmare, este și vie și moartă. O astfel de pisică a devenit cunoscută drept pisica lui Schrödinger.

Poate părea surprinzător că o pisică poate fi atât vie, cât și moartă, deși formal nu există nicio contradicție aici și aceasta nu este o respingere a teoriei cuantice. Cu toate acestea, pot apărea întrebări, de exemplu: cine poate duce la prăbușirea unui atom dintr-o stare mânjită într-o anumită stare și cine, într-o astfel de încercare, trece el însuși într-o stare mânjită? Cum decurge acest proces de colaps? Sau cum se face că cel care efectuează colapsul nu se supune el însuși legile fizicii cuantice? Încă nu este clar dacă aceste întrebări au sens și, dacă da, care sunt răspunsurile la ele.

George Panin
absolvit de la RKhTU ei. DI. Mendeleev, specialist-șef al Departamentului de cercetare (cercetare de marketing)

După cum ne-a explicat Heisenberg, datorită principiului incertitudinii, descrierea obiectelor microlumii cuantice este de altă natură decât descrierea obișnuită a obiectelor macrocosmosului newtonian. În loc de coordonatele spațiale și viteza, pe care le-am folosit pentru a descrie mișcarea mecanică, de exemplu, a unei mingi pe o masă de biliard, în mecanica cuantică, obiectele sunt descrise prin așa-numita funcție de undă. Creasta „valului” corespunde probabilității maxime de a găsi o particulă în spațiu în momentul măsurării. Mișcarea unei astfel de unde este descrisă de ecuația Schrödinger, care ne spune cum se schimbă starea unui sistem cuantic în timp.

Acum despre pisica. Toată lumea știe că pisicile adoră să se ascundă în cutii (thequestion.ru). Erwin Schrödinger era și el conștient. Mai mult, cu sălbăticie pur nordică, el a folosit această caracteristică într-un experiment de gândire celebru. Esența sa a fost că o pisică a fost închisă într-o cutie cu o mașină infernală. Mașina este conectată printr-un releu la un sistem cuantic, de exemplu, o substanță care se descompune radioactiv. Probabilitatea de dezintegrare este cunoscută și este de 50%. Mașina infernală funcționează atunci când starea cuantică a sistemului se schimbă (are loc dezintegrarea) și pisica moare complet. Dacă lăsăm sistemul „Cat-box-infernal machine-quanta” pentru o oră și ne amintim că starea sistemului cuantic este descrisă în termeni de probabilitate, atunci devine clar că este imposibil să aflăm dacă pisica este în viață sau nu, la un moment dat, cu siguranță, așa cum nu va funcționa cu precizie să prezică în avans căderea unei monede pe capete sau cozi. Paradoxul este foarte simplu: funcția de undă care descrie un sistem cuantic amestecă două stări ale unei pisici - este vie și moartă în același timp, la fel cum un electron legat cu probabilitate egală poate fi localizat oriunde în spațiu echidistant de nucleul atomic. Dacă nu deschidem cutia, nu știm exact cum este pisica. Fără a face observații (citiți măsurători) asupra nucleului atomic, putem descrie starea acestuia doar printr-o suprapunere (amestecare) a două stări: un nucleu degradat și un nucleu nedegradat. O pisică dependentă de nuclear este atât vie, cât și moartă în același timp. Întrebarea este următoarea: când un sistem încetează să existe ca un amestec de două stări și alege una concretă?

Interpretarea de la Copenhaga a experimentului ne spune că sistemul încetează să mai fie un amestec de stări și alege una dintre ele în momentul în care are loc o observație, care este și măsurătoare (caseta se deschide). Adică, însuși faptul măsurării schimbă realitatea fizică, ducând la prăbușirea funcției de undă (pisica fie devine moartă, fie rămâne în viață, dar încetează să mai fie un amestec al ambelor)! Gândește-te, experimentul și măsurătorile care îl însoțesc schimbă realitatea din jurul nostru. Personal, acest fapt îmi face creierul mult mai puternic decât alcoolul. Notoriul Steve Hawking ia și el cu greu acest paradox, repetând că atunci când aude de pisica lui Schrödinger, mâna lui se întinde spre Browning. Ascuțimea reacției remarcabilului fizician teoretic se datorează faptului că, în opinia sa, rolul observatorului în prăbușirea funcției de undă (căderea acesteia într-una dintre cele două stări probabiliste) este mult exagerat.

Desigur, când profesorul Erwin și-a conceput frauda cu pisica în 1935, a fost o modalitate inteligentă de a arăta imperfecțiunea mecanicii cuantice. Într-adevăr, o pisică nu poate fi vie și moartă în același timp. Ca urmare, una dintre interpretările experimentului a fost contradicția evidentă dintre legile macro-lumii (de exemplu, a doua lege a termodinamicii - o pisică este fie vie, fie moartă) și micro-lume (o pisică este viu și mort în același timp).

Cele de mai sus se aplică în practică: în calculul cuantic și în criptografia cuantică. Un cablu de fibră optică trimite un semnal luminos care se află într-o suprapunere a două stări. Dacă atacatorii se conectează la cablu undeva la mijloc și fac o atingere de semnal acolo pentru a asculta informațiile transmise, atunci aceasta va prăbuși funcția de undă (din punctul de vedere al interpretării de la Copenhaga, se va face o observație) și lumina va intra într-una din stări. După efectuarea testelor statistice ale luminii la capătul receptor al cablului, se va putea afla dacă lumina se află într-o suprapunere de stări sau dacă a fost deja observată și transmisă în alt punct. Acest lucru face posibilă crearea unor mijloace de comunicare care exclud interceptarea și interceptarea semnalelor imperceptibile.

O altă interpretare cea mai recentă a experimentului de gândire al lui Schrödinger este povestea lui Sheldon Cooper, eroul din seria Big Bang Theory, despre care i-a vorbit vecinei mai puțin educate 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. youtube.com

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 singur 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 că incertitudinea, limitată inițial la lumea atomică, se transformă 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 funcția de undă se prăbușește, 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, eroul din seria Big Bang Theory, despre care i-a vorbit vecinei mai puțin educate 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 pentru 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

Cu toții am auzit despre celebra pisică a lui Schrödinger, dar știm ce fel de pisică este cu adevărat? Să ne dăm seama și să încercăm să vorbim despre celebra pisică a lui Schrödinger în cuvinte simple.

Pisica lui Schrödinger este un experiment condus de Erwin Schrödinger, unul dintre părinții fondatori ai mecanicii cuantice. Mai mult, acesta nu este un experiment fizic obișnuit, dar mental.

Trebuie să recunoaștem că Erwin Schrödinger a fost un om foarte imaginativ.

Deci, ce avem ca bază imaginară pentru experiment? Există o pisică plasată într-o cutie. Cutia conține și un contor Geiger cu niște cantități foarte mici de material radioactiv. Cantitatea de substanță este de așa natură încât probabilitatea dezintegrarii și a nedezintegrarii unui atom într-o oră este aceeași. Dacă atomul se descompune, va porni un mecanism special care va sparge balonul cu acid cianhidric, iar biata pisică va muri. Dacă prăbușirea nu are loc, atunci pisica va continua să stea liniștită în cutia lui și să viseze la cârnați.

Care este esența pisicii lui Schrödinger? De ce să venim cu o experiență atât de suprarealistă?

Conform rezultatelor experimentului, vom ști dacă pisica este în viață sau nu numai când deschidem cutia. Din punctul de vedere al mecanicii cuantice, o pisică simultan (ca un atom de materie) se află în două stări deodată - atât vie, cât și moartă în același timp. Acesta este faimosul paradox al pisicii lui Schrödinger.

Desigur, acest lucru nu poate fi. Erwin Schrödinger a creat acest experiment de gândire pentru a arăta imperfecțiunea mecanicii cuantice atunci când trece de la sistemele subatomice la cele macroscopice.

Iată formula proprie a lui Schrödinger:

Puteți construi și cazuri în care burlescul este suficient. Lasă o pisică încuiată într-o cameră de oțel împreună cu următoarea mașină diabolică (care ar trebui să fie independentă de intervenția pisicii): în interiorul contorului Geiger este o cantitate mică de material radioactiv - atât de mică încât doar un atom se poate descompune într-un oră, dar cu aceeași probabilitatea poate 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 singur 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 că incertitudinea, limitată inițial la lumea atomică, se transformă 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.

Un punct cu siguranță pozitiv în acest experiment este faptul că niciun animal nu a fost rănit în timpul cursului său.

În cele din urmă, pentru a consolida materialul, vă sugerăm să urmăriți un videoclip din vechiul serial bun „The Big Bang Theory”.

Și dacă aveți brusc întrebări sau profesorul a pus o problemă despre mecanica cuantică, vă rugăm să contactați. Împreună vom rezolva toate problemele mult mai repede!

După cum ne-a explicat Heisenberg, datorită principiului incertitudinii, descrierea obiectelor microlumii cuantice este de altă natură decât descrierea obișnuită a obiectelor macrocosmosului newtonian. În loc de coordonatele spațiale și viteza, pe care le-am folosit pentru a descrie mișcarea mecanică, de exemplu, a unei mingi pe o masă de biliard, în mecanica cuantică, obiectele sunt descrise prin așa-numita funcție de undă. Creasta „valului” corespunde probabilității maxime de a găsi o particulă în spațiu în momentul măsurării. Mișcarea unei astfel de unde este descrisă de ecuația Schrödinger, care ne spune cum se schimbă starea unui sistem cuantic în timp.

Acum despre pisica. Toată lumea știe că pisicile adoră să se ascundă în cutii (). Erwin Schrödinger era și el conștient. Mai mult, cu sălbăticie pur nordică, el a folosit această caracteristică într-un experiment de gândire celebru. Esența sa a fost că o pisică a fost închisă într-o cutie cu o mașină infernală. Mașina este conectată printr-un releu la un sistem cuantic, de exemplu, o substanță care se descompune radioactiv. Probabilitatea de dezintegrare este cunoscută și este de 50%. Mașina infernală funcționează atunci când starea cuantică a sistemului se schimbă (are loc dezintegrarea) și pisica moare complet. Dacă lăsați sistemul „Cat-box-infernal machine-quanta” pentru sine timp de o oră și vă amintiți că starea sistemului cuantic este descrisă în termeni de probabilitate, atunci devine clar că probabil că nu va funcționa pentru a afla dacă pisica este în viață sau nu, la un moment dat, așa cum nu va funcționa cu precizie să prezică în avans căderea unei monede pe capete sau cozi. Paradoxul este foarte simplu: funcția de undă care descrie un sistem cuantic amestecă două stări ale unei pisici - este vie și moartă în același timp, la fel cum un electron legat cu probabilitate egală poate fi localizat oriunde în spațiu echidistant de nucleul atomic. Dacă nu deschidem cutia, nu știm exact cum este pisica. Fără a face observații (citiți măsurători) asupra nucleului atomic, putem descrie starea acestuia doar printr-o suprapunere (amestecare) a două stări: un nucleu degradat și un nucleu nedegradat. O pisică dependentă de nuclear este atât vie, cât și moartă în același timp. Întrebarea este următoarea: când un sistem încetează să existe ca un amestec de două stări și alege una concretă?

Interpretarea de la Copenhaga a experimentului ne spune că sistemul încetează să mai fie un amestec de stări și alege una dintre ele în momentul în care are loc o observație, care este și măsurătoare (caseta se deschide). Adică, însuși faptul măsurării schimbă realitatea fizică, ducând la prăbușirea funcției de undă (pisica fie devine moartă, fie rămâne în viață, dar încetează să mai fie un amestec al ambelor)! Gândește-te, experimentul și măsurătorile care îl însoțesc schimbă realitatea din jurul nostru. Personal, acest fapt îmi face creierul mult mai puternic decât alcoolul. Notoriul Steve Hawking ia și el cu greu acest paradox, repetând că atunci când aude de pisica lui Schrödinger, mâna lui se întinde spre Browning. Ascuțimea reacției remarcabilului fizician teoretic se datorează faptului că, în opinia sa, rolul observatorului în prăbușirea funcției de undă (căderea acesteia într-una dintre cele două stări probabiliste) este mult exagerat.

Desigur, când profesorul Erwin și-a conceput frauda cu pisica în 1935, a fost o modalitate inteligentă de a arăta imperfecțiunea mecanicii cuantice. Într-adevăr, o pisică nu poate fi vie și moartă în același timp. Ca urmare, una dintre interpretările experimentului a fost contradicția evidentă dintre legile macro-lumii (de exemplu, a doua lege a termodinamicii - o pisică este fie vie, fie moartă) și micro-lume (o pisică este viu și mort în același timp).

Cele de mai sus se aplică în practică: în calculul cuantic și în criptografia cuantică. Un cablu de fibră optică trimite un semnal luminos care se află într-o suprapunere a două stări. Dacă atacatorii se conectează la cablu undeva la mijloc și fac o atingere de semnal acolo pentru a asculta informațiile transmise, atunci aceasta va prăbuși funcția de undă (din punctul de vedere al interpretării de la Copenhaga, se va face o observație) și lumina va intra într-una din stări. După efectuarea testelor statistice ale luminii la capătul receptor al cablului, se va putea afla dacă lumina se află într-o suprapunere de stări sau dacă a fost deja observată și transmisă în alt punct. Acest lucru face posibilă crearea unor mijloace de comunicare care exclud interceptarea și interceptarea semnalelor imperceptibile.

O altă interpretare cea mai recentă a experimentului de gândire al lui Schrödinger este povestea lui Sheldon Cooper, eroul din seria Big Bang Theory, despre care i-a vorbit vecinei mai puțin educate 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.