入り口シュレディンガー理論を簡単に言うと シュレディンガーの猫について簡単に言うと
「シュレーディンガーの猫」という言葉を聞いたことがある人もいるかもしれません。 しかし、ほとんどの人にとって、この名前は何の意味も持ちません。
もしあなたが自分を思考の主体であると考え、知識人であるとさえ主張するなら、シュレーディンガーの猫とは何なのか、そしてなぜ彼が有名になったのかを必ず調べるべきです。
シュレーディンガーの猫- これ 思考実験、オーストリアの物理学者理論家エルヴィン・シュレーディンガーによって提唱されました。 この才能ある科学者は 1933 年に賞を受賞しました。 ノーベル賞物理学で。
彼は、有名な実験を通じて、素粒子系から巨視的系への移行における量子力学の不完全性を示したかったのです。
エルヴィン・シュレディンガーは自分の理論を次のように説明しようとしました。 元の例猫 彼は自分のアイデアを誰にでも理解できるように、できるだけシンプルにしたいと考えました。
彼が成功したかどうかは、記事を最後まで読めばわかります。
シュレーディンガーの猫の実験の本質
ある猫が、そのような地獄のような機械が設置された鋼鉄の部屋に閉じ込められていると仮定します（猫による直接の介入から保護されなければなりません）。ガイガーカウンター内には、1 時間以内に 1 個の原子だけが崩壊できるほどの微量の放射性物質があります。 、しかし同じ確率で崩壊しない可能性があります。 これが起こると、読み取り管が放電され、リレーが作動してハンマーが解放され、青酸でフラスコが破壊されます。
このシステム全体を 1 時間放置しておくと、原子が崩壊しない限り、猫はその後も生きていると言えます。
原子の最初の崩壊は猫を毒殺するでしょう。 システム全体のサイ機能は、生きている猫と死んだ猫（表現はご容赦ください）を同じ部分で混合または塗りつぶすことによってこれを表現します。
このようなケースでは、最初は不確実性が限定されていたのが一般的です。 原子の世界、巨視的な不確実性に変換され、直接観察することで除去できます。
これにより、「ぼかしモデル」を現実を反映しているものとして素朴に受け入れることができなくなります。 これ自体は、明確でないことや矛盾することを意味するものではありません。
ぼやけた写真や焦点が合っていない写真と、雲や霧の写真との間には違いがあります。
言い換えれば、私たちは箱と猫を持っています。 箱の中には放射性原子核を備えた装置と有毒ガスの容器が入っている。
実験中、核が崩壊するか非崩壊する確率は 50% に等しくなります。 したがって、核が崩壊すれば動物は死に、核が崩壊しなければシュレーディンガーの猫は生き続けることになります。
私たちは猫を箱に閉じ込めて1時間待ち、人生のはかなさを思い返します。
量子力学の法則によれば、原子核 (そしてその結果として猫自体) は同時にすべての可能な状態になることができます (量子の重ね合わせを参照)。
箱が開けられる瞬間まで、「キャットコア」システムは、50% の確率で「コアの崩壊 - 猫は死亡」、および「核崩壊は起こらなかった - 猫は生きている」という 2 つのイベントの可能な結果を想定します。 」と同程度の確率で表示されます。
箱の中に座っているシュレディンガーの猫は、生きていると同時に死んでいることが判明しました。
コペンハーゲン解釈では、いずれにしても猫は生きていると同時に死んでいるということになります。 核崩壊の選択は、箱を開けるときではなく、核が検出器に衝突するときにも行われます。
これは、「猫-検出器-コア」システムの波動関数の減少が、外部から観察している人間とはまったく関係がないという事実によるものです。 それは原子核の検出器・観察者に直接接続されています。
シュレディンガーの猫を簡単に言うと
量子力学の法則によれば、原子核の観察がなければ、原子核は二重になる可能性があります。つまり、崩壊は起こるか起こらないかのどちらかです。
このことから、箱の中にいる核を表す猫は、生きていると同時に死んでいる可能性があるということになります。
しかし、観察者が箱を開けようと決めた瞬間、彼は 2 つの可能な状態のうちの 1 つしか見ることができません。
しかしここで、論理的な疑問が生じます。システムが二重形式で存在しなくなるのは、一体いつなのでしょうか?
この経験のおかげで、シュレディンガーは次のように主張しました。 量子力学どのような場合に波動関数の崩壊が起こるかを説明する特定のルールがなければ、この関数は不完全です。
シュレディンガーの猫が遅かれ早かれ生きるか死ぬかのどちらかになるという事実を考慮すると、これは原子核についても同様であり、原子崩壊は起こるか起こらないかのどちらかです。
人間の言語における経験の本質
シュレーディンガーは、猫の例を使って、量子力学によれば、動物は生きていると同時に死んでいるということを示したかったのです。 これは実際には不可能であり、そこから今日の量子力学には重大な欠陥があるという結論が導き出されます。
「ビッグバン セオリー」のビデオ
シリーズの登場人物シェルドン・クーパーは、「心の狭い」友人にシュレーディンガーの猫の実験の本質を説明しようとした。 これを行うために、彼は男性と女性の関係を例に挙げました。
それらがどのような関係にあるのかを知るには、箱を開けてください。 その間、それは閉鎖され、彼らの関係は同時に肯定的であると同時に否定的になる可能性があります。
シュレーディンガーの猫はその経験を生き延びたのでしょうか?
読者の中に猫のことを心配している人がいたら、落ち着いてください。 実験中、彼らは誰も死亡せず、シュレーディンガー自身が彼の実験を呼び出しました 精神的なつまり、心の中でのみ実行されるものです。
シュレーディンガーの猫の実験の本質を理解していただければ幸いです。 質問がある場合は、コメントで質問してください。 そしてもちろん、この記事をソーシャル ネットワークで共有してください。
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量子物理学のトピックに関する記事に興味がある場合は、「理論」シリーズが気に入っている可能性が高くなります。 ビッグバン」 そこでシェルドン・クーパーは新たな解釈を思いつきました シュレディンガーの思考実験(この断片を含むビデオは記事の最後にあります)。 しかし、シェルドンと隣人のペニーの対話を理解するために、まず古典的な解釈に目を向けましょう。 さて、シュレディンガーの猫 簡単な言葉で言うと.
この記事では以下について見ていきます。
- 簡単な歴史的背景
- シュレーディンガーの猫の実験の説明
- シュレディンガーの猫のパラドックスの解決策
さっそく朗報です。 実験中 シュレーディンガーの猫は無傷だった。 なぜなら、量子力学の創始者の一人である物理学者エルヴィン・シュレーディンガーは、思考実験を行っただけだからです。
実験の説明に入る前に、ちょっと歴史を振り返ってみましょう。
前世紀の初め、科学者たちはミクロの世界を調べることに成功しました。 「原子 - 電子」モデルは「太陽 - 地球」モデルと外部的に類似しているにもかかわらず、古典物理学のよく知られたニュートン法則は小宇宙では機能しないことが判明しました。 したがって、新しい科学、量子物理学とそのコンポーネント、量子力学が登場しました。 ミクロ世界のすべての微視的な物体は量子と呼ばれました。
注意！ 量子力学の公準の一つに「重ね合わせ」があります。 シュレーディンガーの実験の本質を理解するのに役立つでしょう。
「重ね合わせ」とは、量子 (電子、光子、原子核の場合もあります) が 1 つの状態ではなく、同時に複数の状態になるか、同時に空間の複数の点に存在する能力です。時間、 誰も彼を見ていないなら
私たちの世界では、オブジェクトは 1 つの状態 (たとえば、生きているか死んでいるか) しか持てないため、これを理解するのは困難です。 そして、それは空間内の特定の場所にのみ存在できます。 「重ね合わせ」と量子物理学実験の驚くべき結果について読むことができます 記事上で.
以下は、ミクロ オブジェクトとマクロ オブジェクトの動作の違いを簡単に示したものです。 2 つのボックスのいずれかにボールを置きます。 なぜなら ボールが私たちのマクロの世界のオブジェクトであるなら、あなたは自信を持ってこう言うでしょう。「ボールは箱の 1 つにだけあり、2 番目の箱は空です。」 ボールの代わりに電子を取った場合、それが同時に 2 つの箱の中にあるという記述は真になります。 これがミクロの世界の法則の仕組みです。 例：実際の電子は原子核の周りを回転していませんが、原子核の周りの球のすべての点に同時に位置しています。 物理学や化学では、この現象は「電子雲」と呼ばれます。
まとめ。非常に小さな物体と大きな物体の挙動には異なる法則が適用されることが分かりました。 それぞれ量子物理学の法則と古典物理法則。
しかし、マクロ世界からミクロ世界への移行を説明する科学は存在しません。 したがって、エルヴィン・シュレディンガーは、不完全性を実証するために彼の思考実験を正確に説明しました。 一般理論物理。 彼は、シュレーディンガーのパラドックスを説明する科学があることを示したかったのです。 大きな物体（古典物理学）と微小物体を記述するための科学（量子物理学）です。 しかし 量子システムからマクロシステムへの移行を説明するのに十分な科学はありません。.
シュレーディンガーの猫の実験の説明
エルヴィン・シュレーディンガーは、1935 年に猫を使った思考実験について説明しました。 実験の説明のオリジナル版は Wikipedia に掲載されています ( シュレディンガーの猫 ウィキペディア).
以下は、シュレーディンガーの猫の実験を簡単な言葉で説明したものです。
- 猫は密閉された鉄製の箱の中に入れられました。
- シュレーディンガーボックスには、容器の中に放射性核と有毒ガスが入った装置が入っています。
- 核は1時間以内に崩壊する場合とそうでない場合があります。 崩壊の確率 – 50%。
- 原子核が崩壊すると、ガイガーカウンターがこれを記録します。 リレーが作動し、ハンマーがガス容器を破壊します。 シュレーディンガーの猫は死ぬでしょう。
- そうでなければ、シュレーディンガーの猫は生きているでしょう。
量子力学の「重ね合わせ」の法則によれば、私たちが系を観察していないとき、原子核（したがって猫も）は同時に 2 つの状態にあります。 核は崩壊した/崩壊していない状態にあります。 そして猫は生きている/死んでいる状態を同時に持っています。
しかし、「シュレーディンガーの箱」が開いた場合、猫は次のいずれかの状態にしかならないことは確かです。
- 核が崩壊しなければ、うちの猫は生きている
- 核が崩壊したら猫は死ぬ
この実験の矛盾は、 量子物理学によると、箱を開ける前、猫は生きていると同時に死んでいる, しかし、私たちの世界の物理法則によれば、これは不可能です。 猫 特定の 1 つの状態、つまり生きているか死んでいる可能性があります。 「猫が生きている/死んでいる」状態が同時に混在することはありません。
答えを得る前に、シュレーディンガーの猫の実験のパラドックスを説明したこの素晴らしいビデオをご覧ください (2 分未満)。
シュレディンガーの猫のパラドックスの解決策 - コペンハーゲンの解釈
さて、解決策です。 量子力学の特別な謎に注目してください - 観察者のパラドックス。 ミクロ世界のオブジェクト (この場合はコア) は同時に複数の状態にあります 私たちがシステムを観察していない間だけ.
例えば, 2つのスリットと観察者を使った有名な実験。電子ビームが 2 つの垂直スリットを備えた不透明なプレートに向けられると、電子はプレートの後ろのスクリーンに「波のパターン」、つまり垂直に交互に現れる明暗の縞模様を描きました。 しかし、実験者が電子がスリットを通過する様子を「見たい」と思い、画面の横に「観察者」を設置したところ、電子は画面上に「波模様」ではなく、2本の縦縞を描きました。 それらの。 波のようにではなく、粒子のように振る舞います。
「測定」された瞬間にどのような状態を取るべきかは、量子粒子自身が決めているようです。
これに基づくと、現代のコペンハーゲンにおける「シュレディンガーの猫」現象の説明（解釈）は次のようになります。
「キャットコア」システムを誰も観察していない間、原子核は同時に崩壊/非崩壊状態にあります。 しかし、猫が生きていると同時に死んでいるというのは間違いです。 なぜ？ はい、量子現象はマクロシステムでは観察されないためです。 「キャットコア」システムについて話すのではなく、「コア検出器（ガイガーカウンター）」システムについて話す方が正確です。
原子核は、観察 (または測定) の瞬間に状態 (減衰/非減衰) の 1 つを選択します。 しかし、この選択は、実験者が箱を開ける瞬間には起こりません（箱を開けることは、原子核の世界から遠く離れたマクロの世界で起こります）。 原子核は検出器に当たった瞬間にその状態を選択します。実際のところ、このシステムは実験で十分に説明されていません。
したがって、シュレーディンガーの猫のパラドックスに関するコペンハーゲンの解釈は、箱を開ける瞬間までシュレーディンガーの猫は重ね合わせの状態にあり、同時に生きている猫と死んだ猫の状態にあったということを否定している。 大宇宙における猫は 1 つの状態のみで存在することができ、実際に存在します。
まとめ。シュレーディンガーは実験について完全には説明していませんでした。 巨視的システムと量子システムは正しくありません (より正確には、接続することが不可能です)。 量子法則は私たちのマクロシステムには適用されません。 この実験では、相互作用するのは「cat-core」ではなく、「cat-detector-core」です。猫は大宇宙から来たものであり、「ディテクタコア」システムは小宇宙から来たものです。 そして、原子核が同時に 2 つの状態になれるのは量子の世界でのみです。 これは、核が測定される前、または検出器と相互作用する前に発生します。 しかし、大宇宙における猫は 1 つの状態のみで存在することができ、実際に存在します。 それが理由です、 一見すると、箱を開けた瞬間に猫の「生死」が決まるように思えます。 実際、その運命は検出器が原子核と相互作用する瞬間に決定されます。
最終的なまとめ。「検出器-核-猫」システムの状態は、箱の観察者である人間に関連付けられるのではなく、核の観察者である検出器に関連付けられます。
ふー。 私の脳はほとんど沸騰し始めました！ しかし、パラドックスの解決策を自分で理解できるのは素晴らしいことです。 学生が先生について言った昔のジョークにあるように、「話しているうちに理解できました！」
シュレディンガーの猫のパラドックスに対するシェルドンの解釈
これで、シェルドンによるシュレディンガーの思考実験の最新解釈をゆっくりと聞くことができます。 彼の解釈の本質は、それが人々の間の関係に適用できるということです。 理解するために 良い関係男性と女性の間か悪いか - 箱を開ける必要があります（デートに行きます）。 そしてそれ以前は、彼らは同時に良いものでもあり、悪いものでもありました。
さて、この「かわいい実験」はいかがでしょうか？ 私たちの時代であれば、シュレディンガーはそのような残忍な行為で動物愛護活動家から罰を受けていただろう 思考実験猫と一緒に。 それとも猫ではなくシュレーディンガーの猫だったのでしょうか？ かわいそうな女の子、このシュレディンガーに苦しんだ(((
次の出版物でお会いしましょう!
みんなに願っています 良い一日をそして素敵な夜をお過ごしください！
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1935年、偉大な物理学者は ノーベル賞受賞者そして量子力学の創始者であるエルヴィン・シュレディンガーは、有名なパラドックスを定式化しました。
科学者は、ある猫を「地獄の機械」が入った不透明な鉄製の箱に入れると、1時間後には生きていると同時に死んでしまうだろうと提案した。 箱の中の仕組みは次のようになります。ガイガーカウンターの中には、1時間にたった1つの原子に崩壊する微量の放射性物質が入っています。 同時に、同じ確率で、朽ちない可能性もあります。 腐敗が起こった場合、レバー機構が作動し、ハンマーが青酸で容器を破壊し、猫は死にます。 腐敗がなければ、容器は無傷のままであり、猫は生きて元気です。
猫と箱の話ではなく、世界の話だったら 亜原子粒子、その場合、科学者は猫は生きていると同時に死んでいると言うでしょうが、大宇宙ではそのような結論は間違っています。 では、より小さな物質の粒子について話しているときに、なぜそのような概念を扱うのでしょうか?
シュレーディンガーのイラストは、 最良の例量子物理学の主なパラドックスを説明するには、量子物理学の法則によれば、電子、光子、さらには原子などの粒子は、同時に 2 つの状態 (辛抱強い猫のことを思い出していただければ、「生きている」と「死んでいる」) で存在します。 このような状態を重ね合わせと呼びます。
アーカンソー大学（アーカンソー州立大学）のアメリカの物理学者アート・ホブソンは、この矛盾に対する解決策を提案しました。
「量子物理学における測定は、ガイガーカウンターなどの特定の巨視的な装置の動作に基づいており、その助けを借りて、原子、光子、電子などの微視的なシステムの量子状態が決定されます。量子理論は、微視的なシステムを接続すると、システム (粒子) を何らかの巨視的なデバイスに接続し、システムの 2 つの異なる状態を区別すると、そのデバイス (たとえば、ガイガー カウンター) は量子もつれの状態になり、同時に 2 つの重ね合わせにもなります。この現象を直接観察することはできないため、容認できません」と物理学者は言います。
ホブソン氏は、シュレーディンガーのパラドックスにおいて、猫は放射性核に接続され、核の崩壊状態か「非崩壊」状態を判断する巨視的な装置、ガイガーカウンターの役割を果たしていると述べている。 この場合、生きている猫は「非腐敗」の指標となり、死んだ猫は腐敗の指標となります。 しかし、量子論によれば、猫は原子核と同様、生と死の二つの重ね合わせの中に存在しなければならない。
その代わりに、物理学者によれば、猫の量子状態は原子の状態と絡み合っているはずであり、それは相互に「非局所的な接続」にあることを意味するという。 つまり、絡み合ったオブジェクトの一方の状態が突然反対の状態に変化すると、それらが互いにどれだけ離れていても、そのペアの状態も変化します。 その際、ホブソンはこの量子論に言及します。
「量子もつれの理論で最も興味深いのは、両方の粒子の状態変化が瞬時に起こることです。光や電磁信号には、ある系から別の系に情報を伝達する時間がありません。したがって、これは 1 つの物体であると言えます。」たとえそれらの間の距離がどれほど離れていても、空間を 2 つの部分に分割します」とホブソン氏は説明します。
シュレーディンガーの猫は、もはや生きていると同時に死んでいるわけではありません。 崩壊が起きれば彼は死んでおり、崩壊が起こらなければ生きています。
このパラドックスに対する同様の解決策が、過去 30 年間にさらに 3 つの科学者グループによって提案されましたが、それらは真剣に受け止められず、広範な科学界で注目されないままであったことを付け加えておきます。 ホブソンは、量子力学のパラドックスを少なくとも理論的に解決することが、量子力学を深く理解するために絶対に必要であると指摘しています。
有名な科学ポータル「PostScience」に最近公開されたのは、有名なパラドックスが出現した理由とそれが何でないのかについてのエミール・アフメドフによる著者の記事です。
物理学者エミール・アフメドフが確率的解釈、閉鎖量子システム、パラドックスの定式化について語る。
私の意見では、量子力学の最も難しい部分は、心理的、哲学的、そして他の多くの点で、その確率的解釈です。 多くの人が確率論的な解釈について議論しています。 たとえば、アインシュタインは、ポドルスキーやローゼンとともに、確率的解釈を否定する逆説を考案しました。
それらに加えて、シュレーディンガーは量子力学の確率的解釈についても議論しました。 量子力学の確率的解釈に対する論理的矛盾として、シュレーディンガーは、いわゆるシュレーディンガーの猫のパラドックスを思いつきました。 それはさまざまな方法で定式化できます。たとえば、猫が座っている箱があり、致死性ガスのシリンダーがこの箱に接続されているとします。 このシリンダーのスイッチには何らかの装置が接続されており、致死性のガスの侵入を許可または遮断します。これは次のように機能します。偏光ガラスがあり、通過する光子が必要な偏光を持っている場合、シリンダーが回転します。オンにすると、ガスが猫に流れます。 光子の偏光が間違っている場合、シリンダーはオンにならず、キーもオンにならず、シリンダーは猫にガスを送り込みません。
光子が円偏光で、デバイスが直線偏光に応答するとします。 これは明確ではないかもしれませんが、それほど重要ではありません。 ある確率で、光子はある方向に偏光され、ある確率で、別の方向に偏光されます。 シュレディンガー氏はこう述べています。「ある時点で、蓋を開けて猫が生きているかどうかを確認するまで（そしてシステムが閉じられている）、猫はある程度の確率で生きていて、ある程度の確率で死んでしまうという状況が判明する」確率。 おそらく私がパラドックスを不注意に定式化しているのかもしれませんが、最終結果は奇妙な状況になります。猫は生きていても死んでもいないのです。 このようにしてパラドックスが定式化されます。
私の意見では、この矛盾には完全に明確かつ正確な説明があります。 私の個人的な見解かもしれませんが、説明してみます。 量子力学の主な性質は次のとおりです。閉じた系を記述する場合、量子力学は波力学、波動力学に他なりません。 これは、解が波である微分方程式によって記述されることを意味します。 波動や微分方程式があるところには行列などが存在します。 これらは、行列記述と波動記述という 2 つの同等の記述です。 行列の記述はハイゼンベルクに属し、波の記述はシュレーディンガーに属しますが、それらは同じ状況を記述します。
次のことが重要です。システムが閉じている間、システムは波動方程式によって記述され、この波に何が起こるかは、ある種の波動方程式によって記述されます。 量子力学の全体の確率的解釈は、システムが開かれた後に生じます。それは、何らかの大きな古典的な、つまり非量子的な対象によって外部から影響を受けます。 インパクトの瞬間、この波動方程式で記述されなくなります。 いわゆる波動関数の縮小と確率的解釈が生じます。 オープンの瞬間まで、システムは波動方程式に従って進化します。
ここで、大規模な古典システムが小規模な量子システムとどのように異なるかについて、いくつかコメントする必要があります。 一般に、大規模な古典系でも波動方程式を使用して記述できますが、この記述は通常は困難であり、実際にはまったく必要ありません。 これらのシステムは、その動作が数学的に異なります。 量子力学や場の理論では、いわゆる物体が存在します。 古典的な大規模システムの場合、アクションは巨大ですが、量子小規模システムの場合、アクションは小さくなります。 さらに、この作用の勾配、つまり時間と空間におけるこの作用の変化率は、大規模な古典系では大きく、小さな量子系では小さくなります。 これが 2 つのシステムの主な違いです。 古典的な系では作用が非常に大きいため、波動方程式ではなく単純に記述する方が便利です。 古典的な法則ニュートンの法則など。 たとえば、この理由により、月は原子核の周りを電子が回るように地球の周りを回転するのではなく、特定の明確に定義された軌道に沿って、古典的な軌道に沿って回転します。 電子は小さな量子系であり、原子核の周りの原子内で定在波のように動きますが、その運動は定在波によって記述され、これが 2 つの状況の違いです。
量子力学における測定とは、小さな量子系に大きな古典系に影響を与えることです。 この後、波動関数は減少します。 私の意見では、シュレーディンガーのパラドックスにおける風船や猫の存在は、光子の偏光を測定する大きな古典系の存在と同じです。 したがって、測定は箱の蓋を開けて猫の生死を確認する瞬間ではなく、光子が偏光ガラスと相互作用する瞬間に行われます。 したがって、この瞬間、光子の波動関数が減少し、風船は開くか開かないか、そして猫が死ぬか死なないかという非常に特殊な状態になります。 全て。 彼がある程度の確率で生きていて、ある程度の確率で彼が死んでいるという「確率猫」は存在しない。 シュレーディンガーの猫のパラドックスにはさまざまな定式化があると述べたとき、私はただ、さまざまな定式化があると述べただけです。 違う方法猫を殺すか生かしておく装置を考え出す。 本質的に、パラドックスの定式化は変わりません。
このパラドックスを複数の世界などを使って説明しようとする他の試みについても聞いたことがあります。 私の意見では、これらの説明はすべて批判に耐えられません。 このビデオで私が言葉で説明したことは数学的な形に置き換えることができ、この声明の真実性を検証することができます。 私の意見では、小さな量子系の波動関数の測定と縮小は、大きな古典系との相互作用の瞬間に起こるということをもう一度強調します。 このような大規模な古典的なシステムは、猫とそれを殺す装置であり、猫の入った箱を開けて猫が生きているかどうかを確認する人ではありません。 つまり、測定は、猫をチェックする瞬間ではなく、このシステムと量子粒子との相互作用の瞬間に行われます。 私の意見では、そのような矛盾は理論と常識を適用することで説明が得られます。
実験そのものの本質
シュレーディンガーの元の論文では、この実験について次のように説明されています。
かなりバーレスクなケースも構築できます。 ある猫は、次のような地獄の機械が備えられた鋼鉄の部屋に閉じ込められています（猫の直接介入から保護する必要があります）。ガイガーカウンターの中には、微量の放射性物質があり、非常に小さいため、1時間に原子1個しか崩壊できません。 、しかし、同じ確率で、崩れることはありません。 これが起こると、読み取り管が放電され、リレーが作動してハンマーが解放され、青酸でフラスコが破壊されます。 このシステム全体を 1 時間放置しておくと、原子が崩壊しない限り、猫はその後も生きていると言えます。 原子の最初の崩壊は猫を毒殺するでしょう。 システム全体のサイ機能は、生きている猫と死んだ猫（表現はご容赦ください）を同じ部分で混合または塗りつぶすことによってこれを表現します。 このような場合に典型的なのは、もともと原子の世界に限定されていた不確実性が、直接観察によって除去できる巨視的な不確実性へと変化することです。 これにより、「ぼかしモデル」を現実を反映しているものとして素朴に受け入れることができなくなります。 これ自体は、明確でないことや矛盾することを意味するものではありません。 ぼやけた写真や焦点が合っていない写真と、雲や霧の写真との間には違いがあります。 量子力学によれば、原子核の観察が行われない場合、その状態は崩壊した原子核と崩壊していない原子核の 2 つの状態の重ね合わせ (混合) によって記述されるため、箱の中に座っている猫は生きていると同時に死んでいるということになります。同時に。 箱が開いた場合、実験者は 1 つの特定の状態、つまり「核が崩壊した、猫は死んだ」または「核は崩壊していない、猫は生きている」だけを見ることができます。 問題は、システムが 2 つの状態の混合として存在しなくなり、特定の 1 つを選択するのはいつになるのかということです。 実験の目的は、どのような条件下で波動関数が崩壊し、猫が死ぬか生き続けるが、両方の混合ではなくなるかを示すいくつかの規則がなければ、量子力学は不完全であることを示すことです。
猫が生きているか死んでいるに違いないことは明らかなので（生と死を組み合わせた状態はありません）、これは原子核についても同様です。 それは朽ちているか、朽ちていないかのどちらかでなければなりません。
元の記事は 1935 年に出版されました。 この記事の目的は、その年初めにアインシュタイン、ポドルスキー、ローゼンによって発表されたアインシュタイン・ポドルスキー・ローゼンのパラドックス (EPR) について議論することでした。
原子の惑星モデルがその妥当性を証明しているにもかかわらず、 当時存在した理論ではすべてのプロセスを完全に説明できませんでしたで観察された 実生活。 実際には、何らかの理由で、古典的なニュートン力学がミクロレベルでは機能しないことが判明しました。 それらの。 実生活から借用したプロトタイプモデルは、太陽系の代わりに原子を考慮した場合の当時の科学者の観察に対応していません。
これをもとにコンセプトを大幅に見直しました。 というような規律がありました 量子力学。 この方向性の発案者は、傑出した物理学者エルヴィン・シュレーディンガーでした。
重ね合わせの概念
新しい理論を区別する主な原理は次のとおりです。 重ね合わせの原理。 この原理によれば、量子 (電子、光子、または陽子) は同時に 2 つの状態になることができます。 もし 理解しやすくするこの定式化により、私たちの頭ではまったく想像できない事実が得られます。 量子は同時に 2 つの場所に存在することができます。
この理論は、その出現当時、古典力学だけでなく、 常識。 今でも、物理学から遠く離れた教育を受けた人は、そのような状況を想像することはほとんどできません。 結局のところ、この理解は最終的に彼自身を意味します。 読者は今、あちこちにいるかもしれません。 これはまさに人がマクロ世界からミクロ世界への移行を想像しようとする方法です。
ニュートン力学の作用を体験し、自分自身が空間のある点にあると認識することに慣れていた人にとって、同時に 2 つの場所にいることを想像するのは非常に困難でした。 その上、 マクロからミクロへの移行中には、理論やパターン自体は存在しませんでした。。 具体的な数値やルールの理解がなかった。
しかし、 当時の機器はこの「量子的不協和音」を鮮明に記録することを可能にしました。。 実験装置は、定式化された仮説が実際に一貫しており、量子が 2 つの状態になり得ることを確認しました。 たとえば、原子核の周囲の電子ガスが検出されました。
これに基づいて、 シュレーディンガーは現在猫理論として知られている有名な概念を定式化しました。 この定式化の目的は、古典物理理論には追加の研究が必要な大きなギャップがあることを示すことでした。
シュレーディンガーの猫
猫に関する思考実験は次のとおりです。 猫は密閉された鉄製の箱の中に入れられました。 ボックスが装備されていました 有毒ガスを備えた装置と原子核を備えた装置.
既知の仮定に基づくと、原子核 1 時間以内に成分に分解する可能性がありますが、分解しない場合もあります。 したがって、このイベントが発生する確率は 50% です。
核が崩壊すると、カウンターレコーダーがトリガーされ、このイベントに応答して放出が発生します。 有毒物質ボックスに装備されている前述のデバイスから。 それらの。 猫は毒で死ぬ。 これが起こらなければ、猫はそれに応じて死ぬことはありません。 50% の腐敗の可能性に基づいて、猫が生き残る可能性は 50% です。
量子論に基づいて、 原子は同時に 2 つの状態になることができます。それらの。 原子は崩壊することもあれば、崩壊しないこともあります。 これは、レコーダーが機能し、毒で容器を破壊し、崩壊しなかったことを意味します。 猫は毒に毒されましたが、同時に猫は毒に毒されませんでした。
しかし、箱を開けたときに研究者が死んだ猫と生きた猫の両方を発見したというような状況を想像することはまったく不可能です。 猫は生きているか死んでいるかのどちらかです。 これは状況の矛盾です。 鑑賞者の意識では、死んで生きている猫を想像することは不可能です。
パラドックスとは、 猫は大宇宙の対象です。 したがって、彼について彼が生きていて死んでいると言うのは、つまり、 量子と同様に、同時に 2 つの状態にあるということは、完全に正しいわけではありません。
この例を使用すると、 シュレディンガーは、マクロ世界とミクロ世界の間に明確な類似点がないという事実に特に注目しました。。 専門家によるその後のコメントでは、猫と観客のシステムではなく、放射線検出器と猫のシステムを考慮すべきであると説明されています。 検出器と猫のシステムでは、発生する可能性のあるイベントは 1 つだけです。