Возможно, кто-то из вас слышал такое словосочетание, как «кот Шредингера». Однако для большинства людей это название ни о чем не говорит. Если вы считаете, что физика и квантовая механика далеки от вашей повседневной жизни, то вы ошибаетесь. Понимание концепции кота Шредингера имеет важное значение не только в научных кругах, но и для понимания основных принципов квантовой физики, которые оказывают влияние на наше понимание мира.
Суть эксперимента Кот Шредингера
Свою теорию физик опубликовал в 1935 году. Приведем выдержку из оригинальной статьи Шрёдингера, где он описал эксперимент. Не пугайтесь, если сразу будет непонятно, – ниже мы постараемся все объяснить простыми словами.
Предположим, что некий кот заперт в стальной камере вместе с такой адской машиной (которая должна быть защищена от прямого вмешательства кота): внутри счётчика Гейгера находится столь крохотное количество радиоактивного вещества, что в течение часа может распасться только один атом, но с такой же вероятностью может и не распасться; если же это случится, считывающая трубка разряжается и срабатывает реле, спускающее молот, который разбивает колбочку с синильной кислотой.
Если на час предоставить всю эту систему самой себе, то можно сказать, что кот будет жив по истечении этого времени, коль скоро распада атома не произойдёт.
Первый же распад атома отравил бы кота. Пси-функция системы в целом будет выражать это, смешивая в себе или размазывая живого и мёртвого кота (простите за выражение) в равных долях.
Типичным в подобных случаях является то, что неопределённость, первоначально ограниченная атомным миром, преобразуется в макроскопическую неопределённость, которая может быть устранена путём прямого наблюдения.
Это мешает нам наивно принять «модель размытия» как отражающую действительность. Само по себе это не означает ничего неясного или противоречивого.
Есть разница между нечётким или расфокусированным фото и снимком облаков или тумана.
Иначе говоря, мы имеем ящик и кота. В ящике установлено устройство с радиоактивным атомным ядром и емкостью с ядовитым газом.
В ходе опыта, вероятность распада иле не распада ядра приравнивается к 50%. Следовательно, если оно распадается – животное умрет, а если ядро не распадается – кот Шредингера останется жить.
Запираем кота в ящик, и на протяжении часа ждем, размышляя над бренностью жизни.
По законам квантовой механики ядро (а, следовательно, и сам кот), одновременно может быть во всех возможных состояниях (см. квантовая суперпозиция).
До того момента, пока ящик еще не открыт, система «кот-ядро» предполагает два варианта исхода событий: «распад ядра – кот мертв» с вероятностью 50%, и «распада ядра не случилось – кот жив» с той же долей вероятности.
Выходит, что кот Шредингера, сидящий внутри ящика, в одно и то же время жив и мертв.
Трактовка копенгагенской интерпретации гласит, что при любом раскладе кот жив и мертв одновременно. Выбор распада ядра наступает не тогда, когда мы вскрываем ящик, а ещё когда ядро попадает в детектор.
Это происходит из-за того, что редукция волновой функции системы «кот-детектор-ядро» никак не взаимосвязана с наблюдающим со стороны человеком. Она непосредственно связана с детектором-наблюдателем атомного ядра.
- Читайте также:
Мнение эксперта:
Кот Шредингера – одна из самых захватывающих и загадочных концепций в современной физике. Эксперты сходятся во мнении, что этот гипотетический эксперимент иллюстрирует принцип суперпозиции, согласно которому объект может существовать во всех своих возможных состояниях одновременно, пока не произойдет измерение. Некоторые ученые рассматривают этот пример как метафору для объяснения квантовой неопределенности, в то время как другие видят в нем философский аспект, подчеркивающий относительность реальности. В целом, мнение экспертов сводится к тому, что кот Шредингера остается увлекательным объектом изучения, стимулирующим размышления о природе реальности и квантовой механике.
| Термин | Определение | Значение |
|---|---|---|
| Кот Шрёдингера | Мысленный эксперимент, задуманный австрийским физиком Эрвином Шрёдингером в 1935 году, чтобы проиллюстрировать парадокс квантовой механики | Иллюстрирует конфликт между классической и квантовой физикой |
| Сверхпозиция | Квантово-механическое состояние, в котором система может существовать во множестве состояний одновременно | Коробка с котом Шрёдингера находится в состоянии суперпозиции, пока не будет открыта |
| Мгновенное действие на расстоянии | Предполагаемая способность частиц взаимодействовать друг с другом мгновенно, независимо от расстояния между ними | Мысленный эксперимент кота Шрёдингера используется для иллюстрации возможности мгновенного действия на расстоянии |
Опыт других людей
Люди говорят многое о Коте Шредингера, известном благодаря своему участию в философском эксперименте. Одни считают его символом квантовой физики и неопределенности, другие видят в нем аллегорию жизни. Многие выражают удивление и заинтересованность, обсуждая его роль в научных и философских дискуссиях. Кот Шредингера остается загадочной фигурой, непрерывно вдохновляющей людей на размышления и обсуждения.
Интересные факты
- Кот Шредингера не был реальным экспериментом.Эрвин Шредингер придумал этот мысленный эксперимент в 1935 году, чтобы проиллюстрировать парадоксы квантовой механики. Шредингер хотел показать, что если квантовая механика верна, то это будет означать, что и живые существа могут находиться в состоянии суперпозиции, то есть существовать в нескольких состояниях одновременно.
- Кот Шредингера стал символом парадоксов квантовой механики.Мысленный эксперимент Шредингера вызвал много споров и дебатов среди физиков и философов. Одни считали, что Шредингер прав, и что живые существа действительно могут находиться в состоянии суперпозиции. Другие же считали, что Шредингер ошибался, и что живые существа не могут находиться в состоянии суперпозиции, потому что это противоречит принципу причинности.
- Кот Шредингера был использован в популярной культуре.Мысленный эксперимент Шредингера был использован в фильмах, телешоу, книгах и других произведениях популярной культуры. Например, в фильме “Назад в будущее” кот Шредингера используется как метафора для парадокса путешествий во времени.
Кот Шредингера простыми словами
По законам квантовой механики, в том случае, если над атомным ядром не будет происходить наблюдения, оно может быть двойственным: то есть, распад либо случится, либо нет.
Из этого следует, что кот, находящийся в ящике и представляющий собой ядро, в одно и то же время может быть и живым, и мертвым.
Но в миг, когда наблюдатель решит вскрыть ящик, ему удастся увидеть лишь одно из 2-х возможных состояний.
Но теперь возникает закономерный вопрос: когда именно система прекращает свое существование в двойственном виде?
Благодаря этому опыту, Шредингер привел аргументы касательно того, что квантовая механика является неполной без определенных правил, объясняющих, в каких случаях наступает коллапс волновой функции.
Учитывая же тот факт, что кот Шредингера рано или поздно должен стать либо живым, либо мертвым, то это будет аналогично и для атомного ядра: атомный распад или произойдет, или нет.
Суть опыта человеческим языком
Шредингер на примере кота, хотел показать, что согласно квантовой механике, животное будет одновременно, как живым, так и мертвым. Это, по сути, невозможно, из чего делается вывод, что квантовая механика на сегодняшний день имеет существенные изъяны.
- Читайте также:
Видеоролик из «Теории большого взрыва»
Персонаж сериала Шелдон Купер пытался разъяснить своей «недалекой» подруге суть эксперимента Кот Шредингера. Для этого он использовал пример отношений между мужчиной и женщиной.
Чтобы узнать, какие у них взаимоотношения достаточно лишь вскрыть ящик. А пока он будет закрыт, их отношения могут быть одновременно, как положительными, так и отрицательными.
Выжил ли кот Шредингера после опыта?
Если кто-то из наших читателей волнуется за кота, то вам стоит успокоиться. В ходе опыта ни один из
котов
не погиб, а сам Шредингер назвал свой эксперимент
мысленным, то есть таким, который проводится исключительно в уме.
Надеемся, что вы поняли, в чем заключается суть эксперимента Кот Шредингера. Если у вас остались вопросы – можете задавать их в комментариях. Ну и, конечно, поделитесь этой статьей в социальных сетях.
Если вам нравятся
интересные факты
– подписывайтесь на сайт любым удобным способом. С нами всегда интересно!
Частые вопросы
Что доказывает кот Шредингера?
Эксперимент, который иллюстрирует, что все возможные варианты развития событий, все возможные состояния объектов во Вселенной существуют параллельно и одномоментно, – а реальностью для человека становится тот, который он делает предметом своего внимания.
Что случилось с котом Шредингера?
После завершения опыта экспериментатор открывает коробку и видит живого кота. Вектор состояния кота в момент открытия коробки переходит в состояние «ядро не распалось, кот жив». Таким образом, в лаборатории кот признан живым.
Как работает кот Шредингера?
Объяснение простыми словами Согласно квантовой механике, если над ядром атома не производится наблюдение, то его состояние описывается смешением двух состояний — распавшегося ядра и нераспавшегося ядра, следовательно, кот, сидящий в ящике и олицетворяющий ядро атома, и жив, и мёртв одновременно.
- Читайте также:
Зачем нужен кот Шредингера?
Кот Шредингера – это парадокс, который давно используется в качестве демонстрации понятия квантовой суперпозиции, когда квантовый объект может находиться в двух кардинально противоположных состояниях одновременно. Мысленный эксперимент, демонстрирующий парадокс, заключается в коте, помещенном внутрь коробки.
Полезные советы
СОВЕТ №1
При изучении темы “Кот Шредингера” рекомендуется ознакомиться с основными принципами квантовой механики, чтобы понять контекст и значение этой концепции.
СОВЕТ №2
Исследуйте различные интерпретации парадокса Кота Шредингера, такие как копенгагенская интерпретация, многомировая интерпретация и др., чтобы получить более полное представление о его значении и последствиях.
СОВЕТ №3
Попробуйте связать концепцию Кота Шредингера с другими областями знаний, такими как философия, психология или наука о сознании, чтобы увидеть её широкий контекст и возможные применения.
