Эксперимент или опыт под названием кот Шредингера (Schrodinger cat) является одним из самых известных в мире. О нем слышали все, даже те люди, которые далеки от науки или исследовательской тематики в своей повседневной деятельности. Для того, чтобы полноценно, раскрыть тему, необходимо последовательно разобраться с тем, кем является Эрвин Шрёдингер и какова выдвинутая им теория.
Фразой «кот Шредингера» часто обозначается неопределенность, двойственность, необъяснимость происходящего.
- Эрвин Шрёдингер
- Теория шредингера
- Эксперимент с котом Шредингера
- Подробное описание и объяснение
- Особые моменты эксперимента
- Копенгагенская интерпретация
- Многомировая интерпретация Эверетта
- В чем суть эксперимента
- Взрывчатка Шредингера
- Дополнения к эксперименту
- Критика эффекта наблюдателя
- Для чего Шредингер это придумывает
Эрвин Шрёдингер
Ученый является одним из тех, кого принято назвать «отцами-основателями» квантовой механики. Известно, что он был не просто специалистом в выбранном направлении. Он прикладывал к научным фактам и знаниям еще фантазию и богатое воображение. Все это позволяло еще работать с максимальной отдачей. Так из простого австрийского физика-теоретика Эрвин Шредингер смог превратиться в выдающегося деятеля, разработавшего основы нового направления в науке. Именно по этой причине Шредингер получил в 1933 году престижную награду — Нобелевскую премию по физике как признание выдающихся и неординарных заслуг в области научного мира.
Шредингер является также автором главного уравнения в разделе изучаемого им научного направления под названием нерелятивистская квантовая механика. Оно известно сегодня общественности, в том числе и далекой от физики и связанных с ней экспериментов как уравнение Шредингера.
Теория шредингера
Если рассматривать тему простыми словами, то нужно сказать, что она представляет собой мысленный эксперимент. В 1935 году ученым была при обсуждении физического смысла волновой функции выдвинута теория, подтвердить или опровергнуть которую нужно было именно в ходе некоего испытания.
Так в процессе эксперимента возникла суперпозиция живого и мертвого кота. Связано это с тем, что квантовая механика утверждает: нестабильное ядро пребывает в суперпозиции. Оно является целым и распавшимся и все это одновременно. Это может выглядеть глупо и даже абсурдно с точки зрения здравого смысла, но таким способом удалось доказать, что все физические вещества способны меняться в любой момент времени. Рассматривается само поведение атомов в составе более сложной физической конструкции.
Эксперимент с котом Шредингера
Для того чтобы максимально доступно рассказать о сути эксперимента, нужно отметить, что перед его началом ставится некая загадка. Разрешить ее, найти ответ позволяет кот в ящике. Основная суть заключается в том, что животное заперто в стальной конструкции. Вместе с ним находится смертельно опасный механизм. Он активируется после того, как происходит распад радиоактивного атома внутри него. Если атом распадется в течение отведенного на эксперимент часа, механизм сработает и кошка, которая находится внутри, умрет.
В другом описании говорится, что вместе с кошкой в коробе заперта коробка с ядовитым веществом. Она постепенно раскрывается, но может и остаться закрытой. На этот показатель оказывает влияние процесс распада внутри ядра.
В ходе исследования становится понятно, что вероятность смертельного исхода для животного составляет 50%.
Подробное описание и объяснение
Проводится эксперимент так:
- Нужно поместить в железную конструкцию кота и колбу с ядом.
- Закрыть ящик.
- Ждать час (60 минут).
В том случае, если ядро распадается, что происходит мгновенно, наблюдающий не будет этого знать. После открытия ящика можно наблюдать 2 варианта исхода эксперимента: кот будет живой или мертвый. В первом случае можно говорить, что процесс распада ядра произошел, а во втором – нет.
Нужно понимать, что до самого конца эксперимента наблюдатель не будет полностью уверен в результате, так как ему нельзя по условиям открывать крышку ящика. Получается, что в течение 1 часа кот жив и мертв одновременно.
Особые моменты эксперимента
Нужно учитывать, что конечный итог всегда может быть только один. Непонимание возникает благодаря принципу квантовой неопределенности. Согласно ему возникает состояние между жизнью и смертью. В реальности оно не может быть, но теорема квантовой механики подобное допускает. В научной категории 90% явлений построены именно на этом состоянии. Во время эксперимента человек всегда находится в догадках, что же произойдет. Узнать результат можно будет только после открытия крышки ящика.
Эффект наблюдателя в квантовой физике – понятие, говорящее о некой неопределенности, которую испытывает человек, выдвигая предположения в ходе разворачивающейся перед ним ситуации. Ящик, взятый для проведения опыта, должен иметь толстые стенки. Также он звуконепроницаемый. Если использовать логику, то состояние кота полностью соответствует состоянию ядра и атомов внутри него. Подобный опыт указывает, что пока ядро сохраняет целостность кот (кошка Шредингера) будет жить.
Квантовая механика утверждает, что нестабильное ядро пребывает в суперпозиции. Это означает, что оно может одновременно является и целым, и распавшимся. Определяет итоговое состояние именно ученый – экспериментатор, открывая контейнер. Так он устраняет элемент неопределенности, который присутствует в ходе всего опыта.
Копенгагенская интерпретация
Для того чтобы понять закон, который выдвигается квантовой механикой, нужно обратиться к трудам Нильса Бора и Вернера Гейзенберга. Они в 1927 году сформулировали улучшенную интерпретацию волновой функции. В основе лежит идея о том, что вся квантовая механика индетерминистичная. Отсюда следует, что в основе расчетов и вычислений лежат вероятности и принцип дополненности. Согласно ему все без исключения объекты обладают определенными парами свойств. Они взаимодополняют друг друга. Особенность: их нельзя измерить или наблюдать в действии одновременно.
Наблюдение как этап проведения эксперимента – акт необратимый. Это связано с тем, что никакая истина не может быть приписана или закреплена за объектом. Правильной будет та, которая возникнет после завершения опыта.
Многомировая интерпретация Эверетта
Она указывает на то, что существует ряд параллельных вселенных. В каждой из них действуют одинаковые законы природы и научные факты. Мировое постоянство схожее. Основным различием являются состояния объектов . Выдвинуто такое предположение Эвереттом было в 1957 году.
Многомировая интерпретация отказывается от рассмотренного ранее в качествен основы индетерминированного коллапса волновой функции как основы любого возможного изменения. В предложенной интерпретации главной является квантовая сцепленность т.е. обратимость существующих эволюцией состояний.
Остался ли кот живым в результате эксперимента?
Поскольку эксперимент мысленный, то настоящие животные в нем участия не принимали. Следовательно, кот всегда остается жив в результате опыта.
В чем суть эксперимента
Для Шредингера было важно прежде всего показать, что один из ключевых принципов интерпретации квантовой механики теряет смысл, если происходит взаимодействие квантового мира (атомов в ядрах) с макрообъектами. Ими являются, например, колба, ящик и кот. Именно по этой причине в эксперименте фигурирует нестабильное атомное ядро. Ученый связал состояния субатомного объекта, пребывающего в состоянии квантовой неопределенности с объектами из макромира, чтобы все окружающим стало понятно происходящее.
Является ли эксперимент с котом Шредингера парадоксом?
В глобальном смысле парадокс кота шредингера является именно таким, поскольку вещества, объекты, ядра и атомы в реальном мире не могут находиться в состоянии квантовой неопределенности. Опыт можно рассматривать, как допущение, вероятность того, что может произойти или происходит в параллельных вселенных, при условии, что они существуют.
Взрывчатка Шредингера
Для опыта используется колба с ядовитым веществом (по другим сведениям – взрывчатка). Если рассматривать эксперимент Шрёдингера в рамках копенгагенской интерпретации, то кот становится живым или мертвым только при условии, что ядро атома сохраняется или распадается. Узнать же об этом можно только тогда, когда ученый откроет крышку. После этого можно узнать, сработала ли «адская машинка» или осталась целой.
Интересно рассмотреть в этой связи высказывание Дирака. Здесь за основу берется принцип, что каждый фотон интерферирует исключительно с самим собой. Интерференции между двумя разными фотонами недопустима и не происходит никогда. Это применимо к любому объекту реального мира. Отсюда следует, что разные состояния котов относятся к разным животным. Так, например, труп животного уже никак нельзя назвать котом.
Дополнения к эксперименту
Заслуживает внимания критерий Фейнмана. Он объясняет возможности суперпозиции и указывает на то, что никогда не следует складывать амплитуды разных, отличных друг от друга по сути и эффекту конечных состояний. Как только фотон был воспринят одним из фотонных счетчиков около щелей, сразу предоставляется возможность узнать не возмущая системы, какая из рассматриваемых альтернатив стала реальностью в данный момент времени. Здесь рассматривается состояние атомов, проходящих между двух щелей.
Дополнить первоначальный эксперимент с котом позволяет опыт, который называется друзья Вигнера. Здесь основная суть закладывается в том, что используется уже два животных. Такой подход расширяет возможности и увеличивает количество вероятностей, которые могут произойти в ходе опыта.
Также нужно рассмотреть и калифорнийский парадокс. Здесь в основе лежат сверхпроводящие торы с одним или несколькими разрезами в несколько нанометров. Это также квантовые частички, способные перемещаться и создавать два противоположных состояния энергии.
Критика эффекта наблюдателя
Здесь главным становится тот факт, что работает ненаучный принцип, а синдром, который заставляет делать выбор. Это подталкивает к тому, чтобы экспериментатор неосознанно воздействовал на итоги работы, которые проводятся для понимания поставленных задач и целей. Некоторые склонны считать, что эффект наблюдателя – телепатическое воздействие, приводящее к искажению сути опыта или меняющего исходные или конечные данные.
Для чего Шредингер это придумывает
Специалисты сходятся во мнении, что ученый придумал и детально разработал свой эксперимент для того чтобы показать несовершенства, которые присутствуют в квантовой механике. Не достаточно заложить определенный механизм или задать код, чтобы получить задуманный результат. Даже если заявлен определенный смысл тех или иных действий, возможностей, вероятностей, их необходимо доказать, опираясь на научные методики и разработки. Именно поэтому двух состояний ядра одновременно, так же как и кота, быть не может.
Веселый и яркий мем с неопределенностью, который принято называть котом Шредингера, известен всем. Этот юмор можно воспринимать и как черный, но в большинстве случаев он указывает на тот факт, что перед каждым человеком открываются разнообразные возможности. Достаточно составить простой список и действовать по нему, чтобы изменить свою жизнь к лучшему. В данном случае эксперимент – юмор, который одновременно указывает на то, что даже в научной среде возможны допущения и ситуации, которые близки к фантастическим и нереальным, но все же остаются пути, согласно которым возможным становится все, в том числе, и наличие параллельных вселенных. Таков краткий вывод знаменитого опыта.
Присылай вопрос на vopros@zhenskaya-dusha.ru
- Каминг аут: что это значит простыми словами - 15.04.2024
- Рефлексия: что это такое простыми словами - 14.04.2024
- Зачем мужчине эмоциональные качели - 13.04.2024
Эта статья о коте Шредингера очень интересная! Я никогда не думал о том, что кот может быть одновременно жив и мертв в закрытом контейнере.
Как по мне, кот Шредингера — это не просто физический эксперимент, а скорее пример того, как наблюдение может влиять на результат.
Интересно, можно ли применить эксперимент с котом Шредингера в других областях науки, например, в психологии?
Я думаю, что эксперимент с котом Шредингера показывает, что наука и философия тесно связаны между собой.
Кот Шредингера — это один из самых известных экспериментов в науке, но его суть для многих остается загадкой.
Читая статью о коте Шредингера, я задумался о том, насколько надежны научные эксперименты и какие ошибки могут возникнуть в процессе проведения таких экспериментов.
Эксперимент с котом Шредингера был проведен еще в 1933 году, но до сих пор он остается актуальным и вызывает много вопросов. Я думаю, что эксперимент с котом Шредингера — это пример того, как наука может помочь нам лучше понять мир вокруг нас.
Мне кажется, что кот Шредингера может быть использован в качестве метафоры для описания нашей реальности — ведь действительность может быть воспринята каждым человеком по-разному.
Статья о коте Шредингера вызвала у меня больше вопросов, чем ответов. Это показывает, что наука — это бесконечный процесс поиска и открытий.