Одна из проблем квантовой физики заключается в неадекватности языка, который мы используем каждый день, для точного описания того, что происходит в мире атомов и частиц.
А всё потому, что в реальности очень малых объектов вещи могут быть или не быть чем-то одновременно, а также одновременно обладать и не обладать определённой характеристикой. Наглядный пример этого безумия двойственная природа света, который, в зависимости от эксперимента, может вести себя как совокупность частиц, а иногда как классическая волна. И это лишь вершина айсберга квантовой абстракции, сведённой одним бесчувственным лауреатом Нобелевской премии к мысленному эксперименту с котом, запертым в коробке.
Чтобы хоть как-то понять то, о чём идёт речь представьте себе отдельную элементарную частицу, помещённую в ящик. Это может быть электрон, протон, фотон, нейтрино, в данном случае это не имеет значения.
Вопрос в том: где находится эта частица?
Любой физик скажет вам, что вы можете определить только вероятность обнаружения частицы в конкретном месте.
Что произойдет, если вставить перегородку, которая поделит коробку пополам?
Нильс Бор и Вернер Гейзенберг, считали, что до тех пор, пока мы не заглянули в контейнер, частица фактически не существует в каком-либо конкретном месте. Её нельзя сравнивать, с какой-либо вещью, которая, независимо от наших знаний и действий, объективно должна где-то находиться. В квантовом мире, местоположение (и другие характеристики) объекта описываются волновой функцией, причем прилагательное «волна» относится к математической волне вероятности.
А кот то тут причём?
В 1935 году Эрвин Шрёдингер опубликовал идею мысленного эксперимента с котом.
Кот оказывается в ловушке в жестяной камере вместе с дьявольским оборудованием, которое содержит фрагмент радиоактивного материала, достаточно малый, чтобы примерно за час распался один атом, или, с равной вероятностью, не распался. Если это произойдет активируется молоток, который разобьет ампулу с цианистым водородом.
- Эрвин Шрёдингер
В чем же парадокс?
Если квантовый объект имеет состояния, между которыми можно выбирать, они одновременно включаются в волновую функцию. Физики называют эту ситуацию суперпозицией. Пока сохраняется суперпозиция, электрон, например, может одновременно иметь спины, направленные вверх и вниз. Наш радиоактивный атом (из истории с котом), также принадлежащий к квантовому миру, остаётся одновременно и в распавшемся, и в не распавшемся состоянии. А значит кот на протяжении всего эксперимента и жив, и мёртв одновременно.
Квантовая суперпозиция исчезает сразу после наблюдения или взаимодействия с объектом. А в нашем случае, сразу после того, как мы заглянем в коробку.
Как мысленный эксперимент влияет на наше понимание реальности?
Мысленный эксперимент, подобный эксперименту с котом Шрёдингера, помогает нам понять сложность наших представлений о реальности. В условиях неопределенности, наши убеждения могут быть одновременно источником истины и источником лжи.
Неопределенность — это не просто технический аспект науки, но и фундаментальная проблема в нашей повседневной жизни. Понимание того, что реальность может существовать во многих формах, способствует большей открытости к рассмотрению и разнообразию подходов к анализу явлений, с которыми мы регулярно сталкиваемся. Это подтверждает наше признание того, что многое из того, что мы воспринимаем как истину, является лишь субъективным отражением нашей реальности.