Schrödingerova teorija jednostavnim riječima. O Schrödingerovoj mački jednostavnim riječima

Možda su neki od vas čuli frazu "Schrödingerova mačka". Međutim, za većinu ljudi ovo ime ne znači ništa.

Ako sebe smatrate subjektom koji razmišlja, pa čak i tvrdite da ste intelektualac, onda svakako trebate saznati šta je Schrödingerova mačka i po čemu je postao poznat.

Schrödingerova mačka- Ovo misaoni eksperiment, koji je predložio austrijski fizičar teoretičar Erwin Schrödinger. Ovaj talentovani naučnik dobio je nagradu 1933. godine. Nobelova nagrada u fizici.

Svojim čuvenim eksperimentom želio je pokazati nepotpunost kvantne mehanike u prijelazu sa subatomskih na makroskopske sisteme.

Erwin Schrödinger je pokušao da objasni svoju teoriju u originalan primjer mačka Želio je to učiniti što jednostavnijim kako bi njegovu ideju svako mogao razumjeti.

Da li je uspio ili ne, saznat ćete čitajući članak do kraja.

Suština eksperimenta Schrödingerove mačke

Pretpostavimo da je određena mačka zaključana u čeličnoj komori sa takvom paklenom mašinom (koja mora biti zaštićena od direktne intervencije mačke): unutar Geigerovog brojača nalazi se tako mala količina radioaktivnog materijala da samo jedan atom može da se raspadne u roku od jednog sata. , ali sa istom vjerovatnoćom se možda neće raspasti; ako se to dogodi, cijev za očitavanje se isprazni i relej se aktivira, otpuštajući čekić, koji razbija bocu s cijanovodoničnom kiselinom.

Ako cijeli ovaj sistem ostavimo sam sebi na sat vremena, onda možemo reći da će mačka biti živa i nakon tog vremena, sve dok se atom ne raspadne.

Već prvi dezintegracija atoma otrovala bi mačku. Psi-funkcija sistema kao celine će to izraziti mešanjem ili mazanjem žive i mrtve mačke (oprostite na izrazu) u jednakim delovima.

Tipično je u takvim slučajevima da je neizvjesnost u početku ograničena atomski svet, se pretvara u makroskopsku nesigurnost, koja se može eliminisati direktnim posmatranjem.

To nas sprečava da naivno prihvatimo „model zamućenja“ kao odraz stvarnosti. Ovo samo po sebi ne znači ništa nejasno ili kontradiktorno.

Postoji razlika između zamućene fotografije ili fotografije van fokusa i fotografije oblaka ili magle.

Drugim riječima, imamo kutiju i mačku. U kutiji se nalazi uređaj s radioaktivnim atomskim jezgrom i posuda s otrovnim plinom.

Tokom eksperimenta, verovatnoća raspada ili neraspada jezgra je jednaka 50%. Dakle, ako se raspadne, životinja će umrijeti, a ako se jezgro ne raspadne, Schrödingerova mačka će ostati živa.

Zaključavamo mačku u kutiju i čekamo sat vremena, razmišljajući o krhkosti života.

Prema zakonima kvantne mehanike, jezgro (i, prema tome, sama mačka) može istovremeno biti u svim mogućim stanjima (vidi kvantnu superpoziciju).

Do trenutka otvaranja kutije, sistem “mačje jezgro” pretpostavlja dva moguća ishoda događaja: “raspad jezgra - mačka je mrtva” sa vjerovatnoćom od 50% i “raspad jezgra se nije dogodio – mačka je živa ” sa istim stepenom vjerovatnoće.

Ispostavilo se da je Schrödingerova mačka, koja sjedi u kutiji, živa i mrtva u isto vrijeme.

Tumačenje Kopenhagenske interpretacije kaže da je mačka u svakom slučaju živa i mrtva u isto vrijeme. Izbor nuklearnog raspada se ne dešava kada otvorimo kutiju, već i kada jezgro udari u detektor.

To je zbog činjenice da smanjenje talasne funkcije sistema „mačka-detektor-jezgro” nije ni na koji način povezano sa osobom koja posmatra spolja. Direktno je povezan sa detektorom-posmatračem atomskog jezgra.

Schrödingerova mačka jednostavnim riječima

Prema zakonima kvantne mehanike, ako nema posmatranja atomskog jezgra, ono može biti dualno: to jest, raspad će se ili dogoditi ili ne.

Iz ovoga proizilazi da mačka, koja se nalazi u kutiji i predstavlja jezgro, može biti i živa i mrtva u isto vrijeme.

Ali u trenutku kada posmatrač odluči da otvori kutiju, moći će da vidi samo jedno od 2 moguća stanja.

Ali sada se postavlja logično pitanje: kada tačno sistem prestaje da postoji u dualnom obliku?

Zahvaljujući ovom iskustvu, Schrödinger je to tvrdio kvantna mehanika je nepotpuna bez određenih pravila koja objašnjavaju u kojim slučajevima dolazi do kolapsa valne funkcije.

Uzimajući u obzir činjenicu da Schrödingerova mačka prije ili kasnije mora postati ili živa ili mrtva, to će biti slično i za atomsko jezgro: atomski raspad će se ili dogoditi ili ne.

Suština iskustva u ljudskom jeziku

Schrödinger je na primjeru mačke želio pokazati da će prema kvantnoj mehanici životinja biti i živa i mrtva u isto vrijeme. To je, zapravo, nemoguće, iz čega se izvodi zaključak da kvantna mehanika danas ima značajne nedostatke.

Video iz "Teorije velikog praska"

Lik serije Šeldon Kuper pokušao je da svom "bliskom" prijatelju objasni suštinu eksperimenta Šredingerove mačke. Da bi to učinio, upotrijebio je primjer odnosa između muškarca i žene.

Da biste saznali u kakvoj su vezi, samo treba da otvorite kutiju. U međuvremenu će se zatvoriti, njihov odnos može biti i pozitivan i negativan u isto vrijeme.

Da li je Schrödingerova mačka preživjela to iskustvo?

Ako je neko od naših čitatelja zabrinut za mačku, onda se treba smiriti. Tokom eksperimenta, niko od njih nije umro, a sam Schrödinger je nazvao svoj eksperiment mentalno, odnosno onaj koji se provodi isključivo u umu.

Nadamo se da razumijete suštinu eksperimenta Schrödingerove mačke. Ako imate bilo kakvih pitanja, možete ih postaviti u komentarima. I, naravno, podijelite ovaj članak na društvenim mrežama.

Ako vam se sviđa, pretplatite se na stranicu IzanimljivoFakty.org na bilo koji pogodan način. Kod nas je uvek zanimljivo!

Da li vam se dopao post? Pritisnite bilo koje dugme:

Ako vas zanima članak na temu iz kvantne fizike, onda postoji velika vjerovatnoća da volite seriju “Teorija veliki prasak" Dakle, Sheldon Cooper je smislio novu interpretaciju Schrödingerov misaoni eksperiment(Video s ovim fragmentom ćete pronaći na kraju članka). Ali da bismo razumjeli Sheldonov dijalog sa njegovom susjedom Penny, prvo se okrenimo klasičnoj interpretaciji. Dakle, Schrödingerova mačka jednostavnim riječima.

U ovom članku ćemo pogledati:

• Kratka istorijska pozadina
• Opis eksperimenta sa Schrödingerovom mačkom
• Rješenje paradoksa Schrödingerove mačke

Odmah dobre vijesti. Tokom eksperimenta Schrödingerova mačka nije ozlijeđena. Zato što je fizičar Erwin Schrödinger, jedan od tvoraca kvantne mehanike, izveo samo misaoni eksperiment.

Prije nego što uđemo u opis eksperimenta, napravimo mali izlet u povijest.

Početkom prošlog veka naučnici su uspeli da zavire u mikrosvet. Unatoč vanjskoj sličnosti modela "atom-elektron" sa modelom "Sunce-Zemlja", pokazalo se da poznati Newtonovi zakoni klasične fizike ne funkcionišu u mikrokosmosu. Zato se i pojavio nova nauka– kvantna fizika i njena komponenta – kvantna mehanika. Svi mikroskopski objekti mikrosvijeta nazivani su kvanti.

Pažnja! Jedan od postulata kvantne mehanike je “superpozicija”. Biće nam korisno da shvatimo suštinu Schrödingerovog eksperimenta.

“Superpozicija” je sposobnost kvanta (može biti elektron, foton, jezgro atoma) da ne bude u jednom, već u više stanja u isto vrijeme ili da se istovremeno nalazi u više tačaka prostora vrijeme, ako ga niko ne gleda

To nam je teško razumjeti, jer u našem svijetu objekt može imati samo jedno stanje, na primjer, biti živ ili mrtav. A može biti samo na jednom određenom mjestu u svemiru. Možete čitati o "superpoziciji" i zapanjujućim rezultatima eksperimenata kvantne fizike u ovom članku.

Evo jednostavne ilustracije razlike između ponašanja mikro i makro objekata. Stavite loptu u jednu od 2 kutije. Jer lopta je predmet našeg makro svijeta, sa sigurnošću ćete reći: “Lopta leži samo u jednoj kutiji, dok je druga prazna.” Ako umjesto lopte uzmete elektron, tada će biti tačna tvrdnja da je on istovremeno u 2 kutije. Ovako funkcionišu zakoni mikrosvijeta. primjer: Elektron u stvarnosti ne rotira oko jezgra atoma, već se istovremeno nalazi na svim tačkama sfere oko jezgra. U fizici i hemiji, ovaj fenomen se naziva "elektronski oblak".

Nastavi. Shvatili smo da ponašanje vrlo malog i velikog objekta podliježe različitim zakonima. Zakoni kvantne fizike i zakoni klasične fizike.

Ali ne postoji nauka koja bi opisala prelazak iz makrosveta u mikrosvet. Dakle, Erwin Schrödinger je opisao svoj misaoni eksperiment upravo da bi pokazao nepotpunost opšta teorija fizike. Želio je da Schrödingerov paradoks pokaže da postoji nauka koju treba opisati velikih objekata (klasična fizika) i nauka za opisivanje mikro-objekata (kvantna fizika). Ali.

nema dovoljno nauke da se opiše prelazak sa kvantnih sistema na makrosisteme

Opis eksperimenta sa Schrödingerovom mačkom Erwin Schrödinger je opisao misaoni eksperiment s mačkom 1935. godine. Originalna verzija opisa eksperimenta predstavljena je na Wikipediji ().

Schrödingerova mačka Wikipedia

• Evo verzije opisa eksperimenta Schrödingerove mačke jednostavnim riječima:
• Mačka je stavljena u zatvorenu čeličnu kutiju.
• Schrödinger Box sadrži uređaj s radioaktivnim jezgrom i otrovnim plinom smještenim u kontejner.
• Jezgro se može raspasti u roku od 1 sata ili ne. Verovatnoća propadanja – 50%.
• Ako ne, onda će Schrödingerova mačka biti živa.

Prema zakonu "superpozicije" kvantne mehanike, u trenutku kada ne posmatramo sistem, jezgro atoma (a samim tim i mačka) je u 2 stanja istovremeno.

Jezgro je u raspadnutom/neraspadnutom stanju. A mačka je u stanju da je živa/mrtva u isto vrijeme.

• Ali sigurno znamo da ako se otvori "Šredingerova kutija", onda mačka može biti samo u jednom od stanja:
• ako se jezgro ne raspadne, naša mačka je živa

ako se jezgro raspadne, mačka je mrtva Paradoks eksperimenta je u tome prema kvantnoj fizici: prije otvaranja kutije, mačka je živa i mrtva u isto vrijeme , ali prema zakonima fizike našeg svijeta, to je nemoguće. Cat može biti u jednom specifičnom stanju - biti živ ili mrtav

. Ne postoji mešovito stanje „mačka je živa/mrtva” u isto vreme.

Prije nego što dobijete odgovor, pogledajte ovu divnu video ilustraciju paradoksa eksperimenta sa Schrödingerovom mačkom (manje od 2 minute):

Rješenje paradoksa Schrödingerove mačke - Kopenhaška interpretacija Sada rješenje. Obratite pažnju na posebnu misteriju kvantne mehanike - paradoks posmatrača . Objekt mikrosvijeta (u našem slučaju jezgro) nalazi se u nekoliko stanja istovremeno.

samo dok ne posmatramo sistem, Na primjerčuveni eksperiment sa 2 proreza i posmatračem.

Kada je snop elektrona bio usmjeren na neprozirnu ploču s 2 vertikalna proreza, elektroni su na ekranu iza ploče naslikali "talasni uzorak" - vertikalne naizmjenične tamne i svijetle pruge. Ali kada su eksperimentatori htjeli da "vide" kako elektroni lete kroz proreze i postavili "posmatrača" sa strane ekrana, elektroni nisu nacrtali "talasni uzorak" na ekranu, već 2 vertikalne pruge. One. ponašao se ne kao talasi, već kao čestice.

Čini se da kvantne čestice same odlučuju koje stanje trebaju zauzeti u trenutku kada se "mjere".

Na osnovu toga, moderno kopenhagensko objašnjenje (tumačenje) fenomena „Schrödingerove mačke” zvuči ovako: Iako niko ne posmatra sistem „mačjeg jezgra“, jezgro je u isto vreme u raspadnutom/neraspadnutom stanju. Ali pogrešno je reći da je mačka živa/mrtva u isto vrijeme. Zašto? Da, zato što se kvantni fenomeni ne opažaju u makrosistemima.

Jezgro bira jedno od stanja (raspadnuto/neraspadnuto) u trenutku posmatranja (ili merenja). Ali ovaj izbor se ne dešava u trenutku kada eksperimentator otvori kutiju (otvaranje kutije se dešava u makrosvetu, veoma daleko od sveta jezgra). Jezgro bira svoje stanje u trenutku kada udari u detektor.Činjenica je da sistem nije dovoljno opisan u eksperimentu.

Dakle, kopenhaška interpretacija paradoksa Schrödingerove mačke negira da je Schrödingerova mačka do trenutka otvaranja kutije bila u stanju superpozicije – bila je u isto vrijeme u stanju žive/mrtve mačke. Mačka u makrokosmosu može i postoji samo u jednom stanju.

Nastavi. Schrödinger nije u potpunosti opisao eksperiment. Nije ispravan (tačnije, nemoguće je povezati) makroskopski i kvantni sistemi. Kvantni zakoni ne važe u našim makrosistemima. U ovom eksperimentu nije “mačja jezgra” ta koja je u interakciji, već “mačka-detektor-jezgro”. Mačka je iz makrokosmosa, a sistem "detektor-jezgro" je iz mikrokosmosa. I samo u svom kvantnom svijetu jezgro može biti u dva stanja u isto vrijeme. Ovo se događa prije nego što se jezgro izmjeri ili stupi u interakciju s detektorom. Ali mačka u svom makrokosmosu može i postoji samo u jednom stanju. zato, Tek na prvi pogled se čini da je mačjino "živo ili mrtvo" stanje određeno u trenutku otvaranja kutije. Zapravo, njegova sudbina je određena u trenutku kada detektor stupi u interakciju sa jezgrom.

Završni sažetak. Stanje sistema „detektor-nukleus-mačka” NIJE povezano sa osobom – posmatračem kutije, već sa detektorom – posmatračem jezgra.

Fuj. Mozak mi je skoro počeo da ključa! Ali kako je lijepo sami shvatiti rješenje paradoksa! Kao u starom studentskom šalu o učitelju: „Dok sam pričao, i sam sam razumeo!“

Sheldonova interpretacija Schrödingerovog paradoksa mačke

Sada možete sjediti i slušati Sheldonovu najnoviju interpretaciju Schrödingerovog misaonog eksperimenta. Suština njegovog tumačenja je da se može primijeniti u odnosima među ljudima. Da razumem dobar odnos između muškarca i žene ili loše - trebate otvoriti kutiju (ići na spoj). A prije toga su bili i dobri i loši u isto vrijeme.

Pa, kako vam se sviđa ovaj "slatki eksperiment"? U naše vrijeme, Schrödinger bi dobio kaznu od aktivista za prava životinja za tako brutalno misaonih eksperimenata sa mačkom. Ili možda nije bila mačka, već Schrödingerova mačka?! Jadna djevojka, patio od ovog Schrödingera (((

Vidimo se u narednim publikacijama!

Želim svima ugodan dan i lepo veče!

P.S. Podijelite svoja razmišljanja u komentarima. I postavljajte pitanja.

P.S. Pretplatite se na blog - obrazac za pretplatu se nalazi ispod članka.

Godine 1935. veliki fizičar Nobelovac a osnivač kvantne mehanike, Erwin Schrödinger, formulirao je svoj poznati paradoks.

Naučnik je predložio da ako uzmete određenu mačku i stavite je u neprozirnu čeličnu kutiju s "paklenom mašinom", onda će za sat vremena biti živa i mrtva u isto vrijeme. Mehanizam u kutiji izgleda ovako: unutar Geigerovog brojača nalazi se mikroskopska količina radioaktivne supstance koja može da se raspadne na samo jedan atom za sat vremena; u isto vreme, sa istom verovatnoćom se možda neće raspasti. Ako dođe do raspadanja, tada će mehanizam poluge proraditi i čekić će razbiti posudu s cijanovodoničnom kiselinom i mačka će umrijeti; ako nema propadanja, tada će posuda ostati netaknuta, a mačka će biti živa i zdrava.

Da nije riječ o mački i kutiji, nego o svijetu subatomske čestice, onda bi naučnici rekli da je mačka i živa i mrtva u isto vrijeme, ali u makrokosmosu takav zaključak je netačan. Zašto onda operišemo sa takvim konceptima kada govorimo o manjim česticama materije?

Schrödingerova ilustracija je najbolji primjer da opišem glavni paradoks kvantne fizike: prema njenim zakonima, čestice kao što su elektroni, fotoni, pa čak i atomi postoje u dva stanja u isto vrijeme („živi“ i „mrtvi“, ako se sjećate napaćene mačke). Ova stanja se nazivaju superpozicije.

Američki fizičar Art Hobson sa Univerziteta u Arkanzasu (Arkansas State University) predložio je svoje rješenje ovog paradoksa.

"Mjerenja u kvantnoj fizici zasnivaju se na radu određenih makroskopskih uređaja, poput Geigerovog brojača, uz pomoć kojih se određuje kvantno stanje mikroskopskih sistema - atoma, fotona i elektrona. Kvantna teorija podrazumijeva da ako povežete mikroskopski sistema (čestice) na neki makroskopski uređaj, razlikovajući dva različita stanja sistema, tada će uređaj (Geigerov brojač, na primjer) preći u stanje kvantne isprepletenosti i također se naći u dvije superpozicije u isto vrijeme nemoguće je direktno posmatrati ovaj fenomen, što ga čini neprihvatljivim”, kaže fizičar.

Hobson kaže da u Schrödingerovom paradoksu mačka igra ulogu makroskopskog uređaja, Geigerovog brojača, spojenog na radioaktivno jezgro kako bi odredio stanje raspada ili "neraspadanja" tog jezgra. U ovom slučaju, živa mačka će biti pokazatelj „neraspadanja“, a mrtva mačka će biti pokazatelj propadanja. Ali prema kvantnoj teoriji, mačka, kao i jezgro, mora postojati u dvije superpozicije života i smrti.

Umjesto toga, kaže fizičar, kvantno stanje mačke treba da bude zapetljano sa stanjem atoma, što znači da su u "nelokalnoj vezi" jedno s drugim. Odnosno, ako se stanje jednog od upletenih objekata iznenada promijeni u suprotno, tada će se promijeniti i stanje njegovog para, bez obzira koliko su udaljeni jedan od drugog. Radeći to, Hobson se poziva na ovu kvantnu teoriju.

“Najzanimljivija stvar u teoriji kvantnog isprepletenosti je da se promjena stanja obje čestice događa trenutno: nijedan svjetlosni ili elektromagnetski signal ne bi imao vremena da prenese informaciju iz jednog sistema u drugi. Dakle, možemo reći da je ovo jedan objekt podijeljen na dva dijela prostor, bez obzira koliko je velika udaljenost između njih”, objašnjava Hobson.

Schrödingerova mačka više nije živa i mrtva u isto vrijeme. On je mrtav ako dođe do raspada, a živ ako se raspad nikada ne dogodi.

Dodajmo da su slična rješenja ovog paradoksa predložile još tri grupe naučnika u proteklih trideset godina, ali nisu shvaćena ozbiljno i ostala su nezapažena u širokim naučnim krugovima. Hobson napominje da je rješavanje paradoksa kvantne mehanike, barem teoretski, apsolutno neophodno za njeno duboko razumijevanje.

Nedavno je objavljen na poznatom naučnom portalu "PostScience" autorski članak Emila Ahmedova o razlozima nastanka čuvenog paradoksa, kao io tome šta on nije.

Fizičar Emil Ahmedov o probabilističkoj interpretaciji, zatvorenim kvantnim sistemima i formulaciji paradoksa.

Po mom mišljenju, najteži dio kvantne mehanike, psihološki, filozofski i u mnogim drugim aspektima, je njena probabilistička interpretacija. Mnogi ljudi su raspravljali o probabilističkoj interpretaciji. Na primjer, Ajnštajn je, zajedno sa Podolskim i Rosenom, došao do paradoksa koji pobija probabilističko tumačenje.

Pored njih, Schrödinger je raspravljao i o probabilističkom tumačenju kvantne mehanike. Kao logičnu kontradikciju sa probabilističkom interpretacijom kvantne mehanike, Schrödinger je došao do takozvanog paradoksa Schrödingerove mačke. Može se formulisati na različite načine, na primjer: recimo da imate kutiju u kojoj sjedi mačka, a na tu kutiju je spojen cilindar smrtonosnog plina. Na prekidač ovog cilindra je povezana neka vrsta uređaja koji dozvoljava ili ne propušta smrtonosni gas, koji radi na sledeći način: postoji polarizaciono staklo, a ako je foton koji prolazi je tražene polarizacije, onda se cilindar okreće na, gas teče do mačke; ako je foton pogrešne polarizacije, onda se cilindar ne uključuje, ključ se ne uključuje, cilindar ne pušta plin u mačku.

Recimo da je foton kružno polarizovan, a uređaj reaguje na linearnu polarizaciju. Ovo možda nije jasno, ali nije toliko važno. Sa izvesnom verovatnoćom foton će biti polarizovan na jedan način, sa izvesnom verovatnoćom - na drugi. Schrödinger je rekao: ispostavilo se da će u nekom trenutku, dok ne otvorimo poklopac i vidimo da li je mačka mrtva ili živa (a sistem je zatvoren), mačka biti živa s određenom vjerovatnoćom i da će biti mrtva s nekim vjerovatnoća. Možda nemarno formulišem paradoks, ali krajnji rezultat je čudna situacija: mačka nije ni živa ni mrtva. Ovako je formulisan paradoks.

Po mom mišljenju, ovaj paradoks ima potpuno jasno i precizno objašnjenje. Možda je ovo moje lično gledište, ali pokušaću da objasnim. Glavno svojstvo kvantne mehanike je sljedeće: ako opisujemo zatvoreni sistem, onda kvantna mehanika nije ništa drugo do valna mehanika, valna mehanika. To znači da se opisuje diferencijalnim jednadžbama čija su rješenja valovi. Gdje postoje valovi i diferencijalne jednadžbe, tu su i matrice i tako dalje. Ovo su dva ekvivalentna opisa: matrični opis i talasni opis. Matrični opis pripada Heisenbergu, opis talasa Schrödingeru, ali oni opisuju istu situaciju.

Važno je sledeće: dok je sistem zatvoren, on se opisuje talasnom jednačinom, a ono što se dešava sa tim talasom opisuje se nekom vrstom talasne jednačine. Čitava probabilistička interpretacija kvantne mehanike nastaje nakon otvaranja sistema – na njega spolja utiče neki veliki klasični, odnosno nekvantni objekat. U trenutku udara, prestaje da se opisuje ovom talasnom jednačinom. Nastaje takozvana redukcija talasne funkcije i probabilistička interpretacija. Do trenutka otvaranja sistem se razvija u skladu sa talasnom jednačinom.

Sada moramo dati nekoliko komentara o tome kako se veliki klasični sistem razlikuje od malog kvantnog. Uopšteno govoreći, čak i veliki klasični sistem može se opisati pomoću talasne jednačine, iako je ovaj opis obično teško dati, a u stvarnosti je potpuno nepotreban. Ovi sistemi se matematički razlikuju po svojim akcijama. Takozvani objekat postoji u kvantnoj mehanici, u teoriji polja. Za klasični veliki sistem akcija je ogromna, ali za kvantno mali sistem akcija je mala. Štaviše, gradijent ove akcije - brzina promene ove akcije u vremenu i prostoru - ogroman je za veliki klasični sistem, a mali za mali kvantni. Ovo je glavna razlika između ova dva sistema. Zbog činjenice da je akcija vrlo velika za klasični sistem, zgodnije je opisati ga ne nekim talasnim jednačinama, već jednostavno klasični zakoni kao Njutnov zakon i tako dalje. Na primjer, iz tog razloga, Mjesec ne rotira oko Zemlje ne kao elektron oko jezgra atoma, već duž određene, jasno definirane orbite, duž klasične orbite, putanje. Dok se elektron, kao mali kvantni sistem, kreće poput stajaćeg talasa unutar atoma oko jezgra, njegovo kretanje se opisuje stajaćim talasom, i to je razlika između ove dve situacije.

Mjerenje u kvantnoj mehanici je kada utječete na mali kvantni sistem velikim klasičnim sistemom. Nakon toga, valna funkcija se smanjuje. Po mom mišljenju, prisustvo balona ili mačke u Schrödingerovom paradoksu je isto što i prisustvo velikog klasičnog sistema koji meri polarizaciju fotona. Shodno tome, mjerenje se ne događa u trenutku kada otvorimo poklopac kutije i vidimo da li je mačka živa ili mrtva, već u trenutku kada foton stupi u interakciju sa polarizacijskim staklom. Dakle, u ovom trenutku fotonska valna funkcija je smanjena, balon se nalazi u vrlo specifičnom stanju: ili se otvara ili se ne otvara, a mačka umire ili ne umire. Sve. Ne postoje “mačke vjerovatnoće” da je on s nekom vjerovatnoćom živ, s određenom vjerovatnoćom da je mrtav. Kada sam rekao da Schrödingerov paradoks mačke ima mnogo različitih formulacija, rekao sam samo da postoji mnogo različite načine smisliti uređaj koji ubija ili ostavlja mačku živu. U suštini, formulacija paradoksa se ne menja.

Čuo sam za druge pokušaje da se ovaj paradoks objasni korištenjem pluraliteta svjetova i tako dalje. Po mom mišljenju, sva ova objašnjenja ne podnose kritiku. Ono što sam objasnio riječima tokom ovog videa može se pretočiti u matematički oblik i istinitost ove izjave može se provjeriti. Još jednom naglašavam da se, po mom mišljenju, mjerenje i redukcija valne funkcije malog kvantnog sistema dešava u trenutku interakcije sa velikim klasičnim sistemom. Tako veliki klasični sistem je mačka zajedno sa uređajem koji je ubija, a ne osoba koja otvara kutiju sa mačkom i vidi da li je mačka živa ili ne. Odnosno, mjerenje se događa u trenutku interakcije ovog sistema sa kvantnom česticom, a ne u trenutku provjere mačke. Takvi paradoksi, po mom mišljenju, nalaze objašnjenja u primjeni teorija i zdravog razuma.

Suština samog eksperimenta

Schrödingerov originalni rad opisao je eksperiment na sljedeći način:

Također možete konstruirati slučajeve u kojima je prilično burleska. Određena mačka je zaključana u čeličnoj komori zajedno sa sljedećom paklenom mašinom (koja mora biti zaštićena od direktne intervencije mačke): unutar Geigerovog brojača nalazi se sićušna količina radioaktivne tvari, toliko mala da se samo jedan atom može raspasti u sat, ali sa istom verovatnoćom da se i ne raspadnu; ako se to dogodi, cijev za očitavanje se isprazni i relej se aktivira, otpuštajući čekić, koji razbija bocu s cijanovodoničnom kiselinom. Ako cijeli ovaj sistem ostavimo sam sebi na sat vremena, onda možemo reći da će mačka biti živa i nakon tog vremena, sve dok se atom ne raspadne. Već prvi dezintegracija atoma otrovala bi mačku. Psi-funkcija sistema kao celine će to izraziti mešanjem ili mazanjem žive i mrtve mačke (oprostite na izrazu) u jednakim delovima. Ono što je tipično u takvim slučajevima jeste da se neizvesnost prvobitno ograničena na atomski svet transformiše u makroskopsku neizvesnost, koja se može eliminisati direktnim posmatranjem. To nas sprečava da naivno prihvatimo „model zamućenja“ kao odraz stvarnosti. Ovo samo po sebi ne znači ništa nejasno ili kontradiktorno. Postoji razlika između zamućene fotografije ili fotografije van fokusa i fotografije oblaka ili magle. Prema kvantnoj mehanici, ako se jezgro ne posmatra, tada se njegovo stanje opisuje superpozicijom (miješanjem) dva stanja - raspadnutog jezgra i neraspadnutog jezgra, dakle, mačka koja sjedi u kutiji je i živa i mrtva u isto vreme. Ako se kutija otvori, tada eksperimentator može vidjeti samo jedno specifično stanje - "jezgro se raspalo, mačka je mrtva" ili "jezgro se nije raspalo, mačka je živa". Pitanje je: kada sistem prestaje da postoji kao mešavina dva stanja i bira jedno određeno? Svrha eksperimenta je pokazati da je kvantna mehanika nepotpuna bez nekih pravila koja ukazuju pod kojim uvjetima se valna funkcija urušava i mačka ili postaje mrtva ili ostaje živa, ali više nije mješavina oboje.

Pošto je jasno da mačka mora biti ili živa ili mrtva (ne postoji stanje koje spaja život i smrt), slično će biti i za atomsko jezgro. Mora biti ili raspadnut ili neiskvaren.

Originalni članak objavljen je 1935. Svrha članka bila je raspraviti paradoks Einstein-Podolsky-Rosen (EPR), koji su objavili Einstein, Podolsky i Rosen ranije te godine.

Uprkos činjenici da je planetarni model atoma dokazao svoju valjanost, teorija koja je postojala u to vrijeme nije mogla u potpunosti objasniti sve procese, koji su uočeni u stvarnom životu. Pokazalo se da u stvarnosti, iz nekog razloga, klasična Njutnova mehanika ne funkcioniše na mikro nivou. One. model prototipa, pozajmljen iz stvarnog života, ne odgovara zapažanjima naučnici toga vrijeme u slučaju razmatranja atoma umjesto našeg Sunčevog sistema.

Na osnovu toga, koncept je značajno redizajniran. Postojala je takva disciplina kao kvantna mehanika. Počeci ovog pravca bili su izvanredni fizičar Erwin Schrödinger.

Koncept superpozicije

Glavni princip koji razlikuje novu teoriju je princip superpozicije. Prema ovom principu, kvant (elektron, foton ili proton) može biti u dva stanja u isto vrijeme. Ako olakšati razumevanje ovom formulacijom, dobijamo činjenicu koju je potpuno nemoguće zamisliti u našim umovima. Kvant može biti na dva mjesta u isto vrijeme.

U vrijeme svoje pojave, ova teorija je bila u suprotnosti ne samo s klasičnom mehanikom, već i sa zdrav razum. Čak i sada obrazovana osoba daleko od fizike teško može zamisliti takvu situaciju. Na kraju krajeva, ovo shvatanje na kraju podrazumeva da on sam čitalac može biti tu i tamo sada. Upravo na taj način čovjek pokušava zamisliti prijelaz iz makrosvijeta u mikrosvijet.

Za osobu koja je navikla da iskusi djelovanje Njutnove mehanike i da sebe percipira u jednoj tački u prostoru, bilo je izuzetno teško zamisliti da se nalazi na dva mjesta odjednom. osim toga, nije bilo teorije ili obrazaca kao takvih tokom prelaska sa makro na mikro. Nije bilo razumijevanja određenih numeričkih vrijednosti i pravila.

međutim, instrumenti tog vremena omogućili su da se jasno zabilježi ova "kvantna disonanca". Laboratorijski instrumenti su potvrdili da su formulisani postulati zaista konzistentni i da je kvant sposoban da bude u dva stanja. Na primjer, elektronski plin je otkriven oko jezgra atoma.

Na osnovu ovoga, Schrödinger je formulirao poznati koncept koji je danas poznat kao teorija mačaka. Svrha ove formulacije bila je pokazati da postoji ogromna praznina u klasičnoj teoriji fizike koja zahtijeva dodatno proučavanje.

Schrödingerova mačka

Misaoni eksperiment o mački bio je to mačka je stavljena u zatvorenu čeličnu kutiju. Kutija je bila opremljena uređaj sa otrovnim gasom i uređaj sa atomskim jezgrom.

Na osnovu poznatih postulata, jezgro atoma može se raspasti na komponente u roku od jednog sata, ali se ne može raspasti. Shodno tome, vjerovatnoća ovog događaja je 50%.

Ako se jezgro raspadne, tada se aktivira kontrarekorder i kao odgovor na ovaj događaj dolazi do oslobađanja toksična supstanca od prethodno opisanog uređaja kojim je kutija opremljena. One. Mačka umire od otrova. Ako se to ne dogodi, mačka neće umrijeti. Na osnovu 50% šanse za propadanje, mačka ima 50% šanse da preživi.

Na osnovu kvantne teorije, atom može biti u dva stanja odjednom. One. atom se i raspao i nije se raspao. To znači da je diktafon radio, razbio posudu sa otrovom i nije se raspao. Mačka je bila otrovana otrovom, a mačka nije bila otrovana otrovom u isto vrijeme.

Ali jednostavno je nemoguće zamisliti takvu sliku da je prilikom otvaranja kutije istraživač otkrio i mrtvu i živu mačku. Mačka je ili živa ili mrtva. Ovo je paradoks situacije. Nemoguće je za svest gledaoca da zamisli mrtvu-živu mačku.

Paradoks je to mačka je objekat makrokosmosa. Shodno tome, reći za njega da je živ i mrtav, tj. je u dva stanja odjednom, slično kvantu, neće biti sasvim ispravno.

Koristeći ovaj primjer, Schrödinger se posebno koncentrisao na činjenicu da ne postoje jasne paralele između makro- i mikrosvijeta. Naknadni komentari stručnjaka objašnjavaju da treba uzeti u obzir sistem detektor zračenja-mačka, a ne sistem mačka-gledač. U sistemu detektor-mačka, verovatan je samo jedan događaj.