Все знают про кота Шрёдингера, но мало кто понимает всю грандиозность эксперимента, который открыл человечеству дорогу к познанию параллельных вселенных.
⠀
Общеизвестное описание эксперимента ⤵️
Кота посадили в коробку, положили туда колбу с ядом и хитрый механизм, который с одинаковой вероятностью может разбить колбу и убить кота или оставить её целой, и тогда кот выживет.
В итоге получилась ситуация, когда мы не можем узнать, что произошло, пока не заглянем внутрь. Поэтому кот до открытия коробки считается живым и мёртвым одновременно.
ㅤ⠀
Эрвин Шрёдингер в 1933 году получил Нобелевскую премию по физике, а его эксперимент – это вовсе не прихоть любителя мучать котиков.
Результатами «издевательств» над котом восторгался сам Эйнштейн. Они породили множество невероятных открытий, вплоть до теории параллельных вселенных...
ㅤ⠀
Чтобы понять саму суть опыта с котом, познакомимся с основами квантовой физики, которые были актуальны на момент проведения эксперимента.
Квант – это самая маленькая частица чего-либо. Например, электрон или фотон. Именно их называют квантами.
⠀ㅤ
Кванты, как и котята – очень шустрые и не сидят на месте. В квантовой теории считалось, что они могут находиться в двух и более местах одновременно. Это называется «суперпозиция».
На примере котят. Если мы на работе, а квантовый котёнок бесится один дома, то в данный момент он одновременно может спать на кухонном столе, висеть на шторах, рыться в шкафу и т.д.
ㅤ⠀
Основной тезис копенгагенской (самой популярной на тот момент) интерпретации квантовой теории 👇
Квант принимает одно из состояний только при появлении наблюдателя, а до этого он находится в суперпозиции (одновременно пребывает в разных местах и состояниях).
Учёные утверждали, что невозможно узнать, где и в каком состоянии находится наш квантовый котёнок, пока мы не вернёмся домой. И только в момент наблюдения котёнок выйдет из суперпозиции и мы увидим его, например, на диване.
⠀
Несмотря на парадоксальность теории, именно понимание «суперпозиции» и «эффекта наблюдателя» позволило учёным сконструировать квантовый компьютер и сделать много важных открытий.
Простыми словами: никто до конца не понимает, как квант может быть и волной и частицей (еще и в нескольких местах одновременно), но это работает!
⠀
Альберт Эйнштейн находил серьезные бреши в копенгагенской теории, и говорил: «Неужели вы считаете, что Луна существует только тогда, когда на неё смотрят?»
Эрвин Шрёдингер пошёл дальше, и решил экспериментально доказать, что состояние и положение квантовых частиц не зависит от того, наблюдают за ними или нет.
⠀
Цель эксперимента ⤵️
Шрёдингер хотел показать, что квантовые частицы не находятся одновременно в разных местах, а их положение не зависит от того, наблюдает кто-то за ними или нет.
Учёный стремился доказать, что теория о суперпозиции либо ошибочная, либо не полная (несмотря на практическую пользу применения данной теории).
⠀
Суть эксперимента ⤵️
Основа механизма, от которого зависит жизнь кота в коробке – это вещество, находящееся в суперпозиции.
Распад вещества запустит механизм, разбивающий колбу с ядом. По копенгагенской теории этот самый распад и случился и не случился в одно и то же время. И пока мы не заглянем в коробку, кот, как и вещество, будет одновременно и мёртвым и живым.
⠀
Что хотел доказать Шрёдингер ⤵️
Учёный хотел сподвигнуть научное сообщество искать новые варианты интерпретации квантовой реальности.
Такие, которые не будут выглядеть абсурдно при переносе их в «большой» мир.
⠀
К чему привёл эксперимент на самом деле ⤵️
Приверженцы копенгагенской интерпретации продолжили настаивать на том, что «эффект наблюдателя» заставляет частицу выходить из суперпозиции.
Объяснив абсурдность эксперимента чувствительностью квантов. Чтобы наблюдать за частицами нужно направить на них фотоны света, которые и выводят их из суперпозиции. Кот же является макрообъектом и на него свет так не действует.
⠀
Самый интересный результат эксперимента ⤵️
В 1957 году Хью Эверетт сформулировал многомировую интерпретацию, которая перевернула представление о Вселенной многих людей.
Согласно этой теории, когда мы открываем коробку с котом в суперпозиции, реальность «расщепляется» на две, которые существуют параллельно друг другу. В одной из них кот выживает, а в другой нет. И мы, как наблюдатели, тоже «расщепляемся», доставая из коробки в одном случае живого питомца, а в другом случае – мёртвого.
Хотя теория звучит фантастично, но это единственное известное науке объяснение, при котором не возникает никаких противоречий ни на уровне частиц, ни в «большом» мире. Поэтому учёные рассматривают параллельные миры не как фантастику, а как убедительную научную теорию.
⠀
⠀
На этом вводный курс по квантовой физике закончен. Надеюсь, что Вам было интересно.
Пожалуйста, дайте обратную связь в комментариях, интересен ли Вам такой формат?
И не забудьте подписаться, ведь уже завтра выйдет новая большая подборка забавных картинок.
⠀