Мысленный эксперимент Шрёдингера с котом стал известнее, чем уравнение Шрёдингера и уж точно получил большую популярность, чем интересная модификация планетарной модели атома от Шрёдингера.
Понятно, что котиков любят все, но все ли правильно понимают истинную суть этого забавного эксперимента? Дело тут не только в том, что кот ни жив, ни мёртв. Дело в том, что ситуация неплохо описывает специфику квантовой механики того времени и попытку физики найти в новой (на тот момент) теории какой-то здравый смысл.
Так уж получилось, что большинство моих знакомых, даже далёких от физики, прекрасно знают про кота, который и жив, и мёртв сразу. Но не все знают, как этот кот появился на свет.
Шредингер говорил, что легко представить себе эксперимент, в котором субатомный эффект, который квантовая механика не может точно описать, вызывает изменение в каком-то большом макроскопическом объекте. Так, атомный распад атома используется для запуска счетчика Гейгера. Счётчик Гейгера затем будет использован для высвобождения яда из герметичной ёмкости, чтобы убить кошку в коробке.
Очевидно, что счётчик сработает только при наличии излучения и детектирует только то, что есть. Само излучение появится, если атом распадётся. Умрет кот или нет, в конечном итоге будет зависеть от того, распадется ли атом за этот промежуток времени или нет. Вот только как узнать вероятность, с которой атом распадётся?
По имеющимся представлениям это 50 на 50. Не существует известных законов физики, которые могли бы предсказать с высокой точностью, распадется атом или нет. Поэтому вы не сможете предсказать будет ли кот жив или мертв, пока вы не откроете коробку и не увидите это лично.
Причина, по которой Шрёдингер предложил рассмотреть этот мысленный котоэксперимент, заключалась в том, что ему хотелось противопоставить что-то распространению популярной интерпретации квантовой механики, называемой Копенгагенской интерпретацией.
Копенгагенская интерпретация утверждает, что пока вы не наблюдаете частицы, они находятся сразу во всех состояниях, а когда вы снова смотрите на - из всех возможных вариантов выбирается один.
Шрёдингер пытался доказать, что это не имеет никакого физического смысла, потому что тогда вам придется прийти к выводу, что и кошка буквально размазывается в некую эфирную кошачью волну. Пока вы не откроете коробку вариант будет не известен.
Точка зрения Шрёдингера заключалась в том, что такая логика не может коррелировать не только с физикой, но и со здравым смыслом. Учёный считал, что кот на самом деле либо мертв, либо жив, но точно не то и другое вместе. Существовать может только единственное состояние. Это логично и соответствует окружающему миру.
Шрёдингер бы убежден, что волновая природа частиц возникла не из-за того, что частицы буквально проходят все возможные пути и сразу находятся во всех состояниях, а из чего-то явно волнового. Во многом это напоминает логику Дэвида Бома с его «теорией пилотных волн». Эта теория подразумевает, что нечто подобное волне заставляет частицы двигаться по различным непредсказуемым траекториям и вести себя непонятным образом, но в конце концов частица принимает только единственное состояние. Атом на самом деле или распадается, или нет.
Вы просто не знаете, какой ответ правильный, пока не откроете коробку, потому что никакие известные законы физики не могут вам этого сказать, и, возможно, это даже невозможно описать с помощью имеющейся теории.
Удивительно, но идеи и Шредингера, и Бома были отвергнуты. На удивление физики предпочитали более научно-фантастические интерпретации. Все хотели услышать то, что звучит странно, а не что-то более приземленное.
Кстати, Эйнштейн также придерживался приземленной точки зрения, соглашаясь с тем, что имеет место только один результат.
Интересно узнать, что копенгагенская интерпретация — не единственная странная интерпретация, которую приняли ученые. Некоторое время спустя Хью Эверетт заявил, что копенгагенцы ошибаются, утверждая, что кошка превращается в "кошачью волну", одновременно живую и мертвую, но вместо этого кошка разветвляется в параллельную вселенную. В одной вселенной она мертва, а в другой нет. Эверетт пошел еще дальше и заявил, что он может управлять этой разветвляющейся мультивселенной с помощью своего сознания, и это даже сделало его бессмертным.
Многие теоретики поддерживают эту точку зрения, несмотря на то, что не было никаких реальных открытий, которые бы ее оправдывали.
Но самое важное тут не это. С течением времени копенгагенская теория слегка приземлилась и мы рассматривали это в заметке про эффект наблюдателя. Да и многочисленные гипотезы или теории для физики - дело обычное. Проблема в абсолютном искажении логики Шрёдингера, которая по злой иронии и вошла в историю.
После того, как Шредингер "вышел на пенсию", копенгагенцы взяли его "кошачий" мысленный эксперимент и использовали против него самого. Они начали учить тому, что эти "кошачьи волны" действительно существуют и что это единственный "рациональный" способ интерпретации квантовой механики.
Мысленный эксперимент Шрёдингера был призван отговорить людей от столь абсурдного отношения к квантовой механике, но абсурдность, на которую он указал - это то, что ученые теперь используют для того, чтобы научить людей тому, как следует думать о квантовой механике.
---
⚡ Обязательно подпишитесь на Telegram проекта и читайте эксклюзивные статьи!
👉💖 Ставьте лайки материалу, чтобы поддержать проект.
✅ Подписывайтесь на ДЗЕН (!!!) и обязательно читайте статьи целиком!