Schrödinger nəzəriyyəsi sadə sözlərlə. Shroedinger pişiyi. Ervin Şrödinger

Bu yaxınlarda məşhur “PostScience” elmi portalında Emil Əhmədovun məşhur paradoksun yaranmasının səbəbləri, eləcə də onun nə olmadığı haqqında müəllif məqaləsi dərc olunub.

Fizik Emil Əhmədov ehtimal şərhi, qapalı kvant sistemləri və paradoksun formalaşdırılması haqqında.

Məncə, ən çox psixoloji, fəlsəfi və bir çox başqa aspektlərdə çətin hissəsi kvant mexanikası onun ehtimala əsaslanan təfsiridir. Bir çox insan ehtimal təfsiri ilə mübahisə etdi. Məsələn, Eynşteyn Podolski və Rozenlə birlikdə ehtimal təfsirini təkzib edən bir paradoksla çıxış etdi.

Onlara əlavə olaraq, Schrödinger kvant mexanikasının ehtimal şərhi ilə də mübahisə etdi. Kvant mexanikasının ehtimal təfsirinə məntiqi ziddiyyət olaraq, Şrödinger Şrödingerin pişiyi paradoksu adlanan paradoksu ortaya atdı. O, müxtəlif yollarla formalaşdırıla bilər, məsələn: tutaq ki, sizdə pişiyin oturduğu bir qutu var və bu qutuya ölümcül qaz silindri qoşulub. Bu silindrin açarına bir növ cihaz qoşulub, ölümcül qaza icazə verir və ya buraxmır, bu aşağıdakı kimi işləyir: qütbləşən şüşə var və keçən foton lazımi qütbləşmədədirsə, silindr çevrilir. üzərində, qaz pişiyə axır; foton yanlış polarizasiyaya malikdirsə, silindr açılmır, açar açılmır, silindr qazı pişiyə buraxmır.

Tutaq ki, foton dairəvi qütbləşib və cihaz xətti polarizasiyaya cavab verir. Bu aydın olmaya bilər, amma çox vacib deyil. Bəzi ehtimalla foton bir şəkildə qütbləşəcək, bəzi ehtimalla - başqa cür. Schrödinger dedi: vəziyyət belə çıxır ki, nə vaxtsa qapağı açıb pişiyin ölü və ya diri olduğunu görənə qədər (və sistem bağlıdır), pişik müəyyən ehtimalla diri olacaq və bəziləri ilə öləcək. ehtimal. Ola bilsin ki, mən paradoksu ehtiyatsız formalaşdırıram, amma son nəticədə qəribə bir vəziyyət yaranır: pişik nə diri, nə də ölüdür. Paradoks belə formalaşdırılır.

Məncə, bu paradoksun tam aydın və dəqiq izahı var. Bəlkə də bu mənim şəxsi fikrimdir, amma izah etməyə çalışacağam. Kvant mexanikasının əsas xüsusiyyəti aşağıdakılardan ibarətdir: əgər qapalı sistemi təsvir etsək, onda kvant mexanikası dalğa mexanikasından, dalğa mexanikasından başqa bir şey deyil. Bu o deməkdir ki, o, həlli dalğalar olan diferensial tənliklərlə təsvir olunur. Dalğaların olduğu yerdə və diferensial tənliklər, matrislər var və s. Bunlar iki ekvivalent təsvirdir: matrisin təsviri və dalğa təsviri. Matris təsviri Heisenbergə, dalğa təsviri Schrödingerə aiddir, lakin onlar eyni vəziyyəti təsvir edirlər.

Aşağıdakılar vacibdir: sistem qapalı ikən dalğa tənliyi ilə təsvir edilir və bu dalğa ilə baş verənlər bir növ dalğa tənliyi ilə təsvir olunur. Kvant mexanikasının bütün ehtimal təfsiri sistem açıldıqdan sonra yaranır - ona xaricdən hansısa böyük klassik, yəni kvant olmayan obyekt təsir edir. Təsir anında bu dalğa tənliyi ilə təsvir olunmur. Dalğa funksiyasının azaldılması və ehtimal şərhi meydana gəlir. Açılış anına qədər sistem dalğa tənliyinə uyğun olaraq inkişaf edir.

İndi böyük klassik sistemin kiçik kvant sistemindən necə fərqləndiyi barədə bir neçə şərh verməliyik. Ümumiyyətlə, hətta böyük bir klassik sistemi dalğa tənliyindən istifadə etməklə təsvir etmək olar, baxmayaraq ki, bu təsviri təmin etmək adətən çətindir və əslində bu, tamamilə lazımsızdır. Bu sistemlər öz fəaliyyətlərində riyazi cəhətdən fərqlənirlər. Obyekt deyilən şey kvant mexanikasında, sahə nəzəriyyəsində mövcuddur. Klassik böyük sistem üçün hərəkət böyükdür, lakin kvant kiçik sistem üçün hərəkət kiçikdir. Üstəlik, bu hərəkətin qradiyenti - bu hərəkətin zaman və məkanda dəyişmə sürəti - böyük klassik sistem üçün böyük, kiçik kvant üçün isə kiçikdir. Bu iki sistem arasındakı əsas fərqdir. Klassik sistem üçün hərəkət çox böyük olduğuna görə onu bəzi dalğa tənlikləri ilə deyil, sadəcə olaraq Nyuton qanunu və s. kimi klassik qanunlarla təsvir etmək daha əlverişlidir. Məsələn, bu səbəbdən Ay Yerin ətrafında atomun nüvəsi ətrafında elektron kimi deyil, müəyyən, aydın şəkildə müəyyən edilmiş orbit üzrə, klassik orbit, trayektoriya üzrə fırlanır. Elektron kiçik kvant sistemi olmaqla nüvənin ətrafında atomun içərisində dayanan dalğa kimi hərəkət etdiyi halda, onun hərəkəti belə təsvir olunur: dayanan dalğa, və bu iki vəziyyət arasındakı fərqdir.

Kvant mexanikasında ölçü, böyük klassik sistemlə kiçik kvant sisteminə təsir göstərdiyiniz zamandır. Bundan sonra dalğa funksiyası azalır. Məncə, Şrödinger paradoksundakı şarın və ya pişiyin olması fotonun qütbləşməsini ölçən böyük klassik sistemin olması ilə eynidir. Müvafiq olaraq, ölçmə qutunun qapağını açıb pişiyin diri və ya ölü olduğunu gördüyümüz anda deyil, fotonun polarizasiya şüşəsi ilə qarşılıqlı əlaqədə olduğu anda baş verir. Beləliklə, bu anda foton dalğası funksiyası azalır, şar özünü çox spesifik vəziyyətdə tapır: ya açılır, ya da açılmır, pişik isə ölür və ya ölmür. Hamısı. Onun müəyyən ehtimalla sağ olması və müəyyən ehtimalla ölməsi “ehtimal pişikləri” yoxdur. Schrödinger'in pişik paradoksunun çox fərqli formulalara sahib olduğunu söyləyərkən, yalnız bir çoxunun olduğunu söylədim. fərqli yollar bir pişiyi öldürən və ya diri qoyan bir cihaz tapın. Əslində, paradoksun tərtibi dəyişmir.

Mən dünyaların çoxluğundan istifadə edərək bu paradoksu izah etmək üçün başqa cəhdlər eşitmişəm və s. Məncə, bütün bu izahatlar tənqidə tab gətirmir. Bu videoda izah etdiklərimi sözlə ifadə etmək olar riyazi forma və bu ifadənin düzgünlüyünü yoxlayın. Bir daha vurğulayıram ki, mənim fikrimcə, kiçik kvant sisteminin dalğa funksiyasının ölçülməsi və azalması böyük klassik sistemlə qarşılıqlı təsir anında baş verir. Belə bir böyük klassik sistem onu öldürən bir cihazla birlikdə bir pişikdir, pişiklə qutunu açıb pişiyin sağ olub-olmadığını görən adam deyil. Yəni ölçmə bu sistemin kvant hissəciyi ilə qarşılıqlı əlaqəsi anında baş verir, pişiyi yoxlamaq anında deyil. Bu cür paradokslar, məncə, nəzəriyyələrin və sağlam düşüncənin tətbiqindən izahat tapır.

Təcrübənin özü

Schrödinger'in orijinal məqaləsi təcrübəni belə təsvir etdi:

Siz həmçinin olduqca burlesque olduğu hallarda inşa edə bilərsiniz. Müəyyən bir pişik aşağıdakı cəhənnəm maşını ilə birlikdə polad kameraya (pişiyin birbaşa müdaxiləsindən qorunmalıdır) kilidlənir: Geiger sayğacının içərisində kiçik miqdarda radioaktiv maddə var, o qədər kiçik ki, yalnız bir atom parçalana bilər. bir saat, lakin eyni ehtimalla və dağılmır; bu baş verərsə, oxu borusu boşaldılır və rele işə salınır, çəkic buraxılır, bu da kolbanı hidrosiyanik turşu ilə parçalayır. Əgər bütün bu sistemi bir saat öz ixtiyarına buraxsaq, o zaman deyə bilərik ki, bu müddətdən sonra pişik canlı olacaq, nə qədər ki, atom parçalanmayacaq. Atomun ilk parçalanması pişiyi zəhərləyəcək. Bütövlükdə sistemin psi funksiyası bunu canlı və ölü pişiyi qarışdırmaqla və ya ləkələməklə (ifadəsini bağışlayın) bərabər hissələrdə ifadə edəcək. Belə hallarda xarakterik olan odur ki, ilkin olaraq atom dünyası ilə məhdudlaşan qeyri-müəyyənlik birbaşa müşahidə yolu ilə aradan qaldırıla bilən makroskopik qeyri-müəyyənliyə çevrilir. Bu, sadəlövhcəsinə “qaranlıq modeli” reallığı əks etdirən kimi qəbul etməyimizə mane olur. Bu, özlüyündə qeyri-müəyyən və ya ziddiyyətli heç nə demək deyil. Bulanıq və ya fokussuz fotoşəkil ilə bulud və ya duman şəkli arasında fərq var. Kvant mexanikasına görə, əgər nüvədə müşahidə aparılmırsa, onda onun vəziyyəti iki vəziyyətin - çürümüş nüvənin və çürüməmiş nüvənin superpozisiyası (qarışması) ilə təsvir olunur, buna görə də qutuda oturan pişik həm diri, həm də ölüdür. eyni vaxtda. Qutu açılırsa, eksperimentator yalnız bir xüsusi vəziyyəti görə bilər - "nüvə çürüdü, pişik öldü" və ya "nüvə çürümədi, pişik sağdır." Sual olunur: sistem nə vaxt iki dövlətin qarışığı kimi mövcud olmağı dayandırır və konkret birini seçir? Təcrübənin məqsədi dalğa funksiyasının hansı şəraitdə dağıldığını, pişiyin ya öldüyünü, ya da sağ qaldığını, lakin hər ikisinin qarışığı olmaqdan çıxdığını göstərən bəzi qaydalar olmadan kvant mexanikasının natamam olduğunu göstərməkdir.

Bir pişiyin ya diri, ya da ölü olması (həyatı və ölümü birləşdirən bir vəziyyət yoxdur) aydın olduğu üçün bu, atom nüvəsi üçün də eyni olacaq. O, ya çürümüş, ya da çürüməmiş olmalıdır.

Orijinal məqalə 1935-ci ildə nəşr edilmişdir. Məqalənin məqsədi Eynşteyn, Podolski və Rozen tərəfindən həmin ilin əvvəlində nəşr olunan Eynşteyn-Podolski-Rozen paradoksu (EPR) haqqında müzakirələr aparmaq idi.

Məşhur Şrödingerin pişiyi haqqında hamımız eşitmişik, amma onun həqiqətən necə pişik olduğunu bilirikmi? Gəlin bunu anlayaq və məşhur Şrödingerin pişiyi haqqında danışmağa çalışaq sadə sözlərlə.

Schrödinger's Cat, kvant mexanikasının qurucularından biri olan Ervin Şrödinger tərəfindən aparılan təcrübədir. Üstəlik, bu adi fiziki təcrübə deyil, amma psixi.

Etiraf etmək lazımdır ki, Ervin Şrödinger çox zəngin təxəyyül sahibi bir insan idi.

Beləliklə, eksperiment aparmaq üçün xəyali əsas olaraq nəyə sahibik? Bir qutuya qoyulmuş bir pişik var. Qutuda həmçinin çox az miqdarda radioaktiv material olan Geiger sayğacı var. Maddənin miqdarı elədir ki, bir atomun bir saat ərzində çürüməsi və çürüməməsi ehtimalı eynidir. Atom parçalansa, kolbanı hidrosiyan turşusu ilə sındıracaq xüsusi mexanizm işə düşəcək və yazıq pişik öləcək. Əgər parçalanma baş vermirsə, o zaman pişik qutuda sakitcə oturmağa və kolbasa haqqında xəyal etməyə davam edəcəkdir.

Schrödinger pişiyinin mahiyyəti nədir? Niyə belə bir sürreal təcrübə ilə qarşılaşırsınız?

Eksperimentin nəticələrinə görə, pişiyin sağ olub-olmadığını təkcə qutunu açanda öyrənirik. Kvant mexanikası nöqteyi-nəzərindən pişik (maddənin atomu kimi) eyni anda iki vəziyyətdədir - eyni zamanda həm diri, həm də ölü. Bu, Schrödinger pişiyinin məşhur paradoksudur.

Təbii ki, bu ola bilməz. Erwin Schrödinger bu düşüncə təcrübəsini atomaltı sistemlərdən makroskopik sistemlərə keçiddə kvant mexanikasının qeyri-kamilliyini göstərmək üçün qurdu.

Budur, Schrödinger-in öz formulası:

Siz həmçinin olduqca burlesque olduğu hallarda inşa edə bilərsiniz. Qoy bir pişiyi polad kameraya və aşağıdakı şeytani maşınla (pişiyin müdaxiləsindən asılı olmayaraq mövcud olmalıdır) kilidləsinlər: Geiger sayğacının içərisində az miqdarda radioaktiv maddə var - o qədər kiçik ki, bir saat ərzində yalnız bir atom parçalana bilər. , lakin eyni ehtimalla dağılmaya bilər; bu baş verərsə, oxu borusu boşaldılır və rele işə salınır, çəkic buraxılır, bu da kolbanı hidrosiyanik turşu ilə parçalayır.

Əgər bütün bu sistemi bir saat öz ixtiyarına buraxsaq, o zaman deyə bilərik ki, bu müddətdən sonra pişik canlı olacaq, nə qədər ki, atom parçalanmayacaq. Atomun ilk parçalanması pişiyi zəhərləyəcək. Bütövlükdə sistemin psi funksiyası bunu canlı və ölü pişiyi qarışdırmaqla və ya ləkələməklə (ifadəsini bağışlayın) bərabər hissələrdə ifadə edəcək. Belə hallarda xarakterik olan odur ki, ilkin olaraq atom dünyası ilə məhdudlaşan qeyri-müəyyənlik birbaşa müşahidə yolu ilə aradan qaldırıla bilən makroskopik qeyri-müəyyənliyə çevrilir. Bu, sadəlövhcəsinə “qaranlıq modeli” reallığı əks etdirən kimi qəbul etməyimizə mane olur. Bu, özlüyündə qeyri-müəyyən və ya ziddiyyətli heç nə demək deyil. Bulanıq və ya fokussuz fotoşəkil ilə bulud və ya duman şəkli arasında fərq var.

Bu təcrübədə müəyyən müsbət məqam onun gedişində heç bir heyvanın zərər görməməsidir.

Nəhayət, materialı birləşdirmək üçün köhnə yaxşı seriyalardan olan "Böyük Partlayış Nəzəriyyəsi" ndən bir video izləməyi təklif edirik.

Və birdən suallarınız olarsa və ya müəlliminiz sizə kvant mexanikası ilə bağlı problem soruşdusa, zəhmət olmasa əlaqə saxlayın. Birlikdə biz bütün məsələləri daha tez həll edəcəyik!

“Kvant nəzəriyyəsindən şoka düşməyən hər kəs, bunu başa düşmür” dedi kvant nəzəriyyəsinin banisi Niels Bor.
Klassik fizikanın əsasını dünyanın birmənalı proqramlaşdırılması təşkil edir, əks halda Laplas determinizmi, kvant mexanikasının gəlişi ilə qeyri-müəyyənliklər və ehtimal hadisələri dünyasının işğalı ilə əvəz olundu. Və burada fikir təcrübələri nəzəri fiziklər üçün faydalı oldu. Bunlar ən son ideyaların sınaqdan keçirildiyi məhək daşları idi.

"Schrodinger's Cat" düşüncə təcrübəsidir, Erwin Schrödinger tərəfindən təklif edilmiş, onunla atomaltı sistemlərdən makroskopik sistemlərə keçiddə kvant mexanikasının natamamlığını göstərmək istəyirdi.

Bir pişik qapalı qutuya qoyulur. Qutuda radioaktiv nüvə və zəhərli qaz konteyneri olan mexanizm var. Nüvənin 1 saat ərzində parçalanması ehtimalı 1/2-dir. Nüvə parçalanırsa, mexanizmi işə salır, qaz qabını açır və pişik ölür. Kvant mexanikasına görə, əgər nüvədə müşahidə aparılmırsa, onda onun vəziyyəti iki vəziyyətin - çürümüş nüvənin və çürüməmiş nüvənin superpozisiyası (qarışması) ilə təsvir olunur, buna görə də qutuda oturan pişik həm diri, həm də ölüdür. eyni vaxtda. Qutu açılırsa, eksperimentator yalnız bir xüsusi vəziyyəti görə bilər - "nüvə çürüdü, pişik öldü" və ya "nüvə çürümədi, pişik sağdır."

Sistem nə vaxt mövcud olmağı dayandırır?İki dövləti necə qarışdırıb konkret birini seçmək olar?

Təcrübənin məqsədi- dalğa funksiyasının hansı şəraitdə dağıldığını göstərən bəzi qaydalar olmadan kvant mexanikasının natamam olduğunu göstərin (ölçüldükdə baş verən bir obyektin kvant vəziyyətində ani dəyişiklik) və pişik ya ölür, ya da sağ qalır, lakin bir insan olmağı dayandırır. hər ikisinin qarışığı.

Pişiyin ya diri, ya da ölü olması (həyat və ölüm arasında aralıq hal yoxdur) aydın olduğu üçün bu, atom nüvəsi üçün də keçərlidir. O, mütləq ya çürüyəcək, ya da çürüməmiş olacaq.

Alman jurnalında Şrödingerin "Kvant Mexanikasında Mövcud Vəziyyət" adlı məqaləsi dərc olunub. Təbiət Elmləri” 1935-ci ildə EPR paradoksunu müzakirə etmək üçün.

Einstein-Podolsky-Rosen və Schrödinger tərəfindən məqalələr təyin edilmişdir qəribə təbiətİki sistemin (məsələn, iki atomaltı hissəcik) vəziyyətlərinin superpozisiyasından ibarət kvant vəziyyətləri üçün xarakterik olan "kvant dolaşıqlığı" (termin Schrödinger tərəfindən təqdim edilmişdir).

Kvant mexanikasının şərhləri

Kvant mexanikasının mövcud olduğu dövrdə elm adamları onun müxtəlif şərhlərini irəli sürmüşlər, lakin bu gün ən çox dəstəklənənlər “Kopenhagen” və “çox dünya”lardır.

"Kopenhagen şərhi"- kvant mexanikasının bu təfsiri Niels Bohr və Werner Heisenberg tərəfindən Kopenhagendə (1927) birgə işləri zamanı tərtib edilmişdir. Alimlər kvant mexanikasına xas olan dalğa-hissəcik ikililiyindən irəli gələn suallara, xüsusən də ölçmə sualına cavab verməyə çalışıblar.

Kopenhagen təfsirində sistem dövlətlərin qarışığı olmaqdan çıxır və müşahidənin baş verdiyi anda onlardan birini seçir. Pişiklə aparılan təcrübə göstərir ki, bu təfsirdə məhz bu müşahidənin - ölçmənin təbiəti kifayət qədər müəyyən edilməyib. Bəziləri hesab edir ki, təcrübə göstərir ki, qutu bağlı olduğu müddətdə sistem eyni vaxtda hər iki vəziyyətdə, “çürümüş nüvə, ölü pişik” və “çürüməmiş nüvə, canlı pişik” hallarının superpozisiyasındadır və qutu açılanda , yalnız bundan sonra dalğa funksiyası variantlardan birinə çökür. Digərləri təxmin edirlər ki, “müşahidə” nüvədən gələn hissəcik detektora dəydikdə baş verir; lakin (və bu əsas məqam düşüncə təcrübəsi) Kopenhagen təfsirində bunun nə vaxt baş verdiyini söyləyən dəqiq bir qayda yoxdur və buna görə də ona belə bir qayda daxil edilməyincə və ya onun necə tətbiq oluna biləcəyi deyilənə qədər bu şərh natamamdır. Dəqiq qayda ondan ibarətdir ki, təsadüfilik klassik yaxınlaşmanın ilk istifadə edildiyi nöqtədə meydana çıxır.

Beləliklə, biz aşağıdakı yanaşmaya etibar edə bilərik: makroskopik sistemlərdə biz kvant hadisələrini müşahidə etmirik (həddindən artıq mayelik və superkeçiricilik fenomeni istisna olmaqla); buna görə də kvant vəziyyətinə makroskopik dalğa funksiyası tətbiq etsək, təcrübədən belə nəticə çıxarmalıyıq ki, superpozisiya pozulur. Bir şeyin ümumiyyətlə "makroskopik" olmasının nə demək olduğu tam aydın olmasa da, pişik haqqında dəqiq olan şey onun makroskopik bir obyekt olmasıdır. Beləliklə, Kopenhagen təfsiri, qutu açılana qədər pişiyin diri və ölü arasında qarışıqlıq vəziyyətində olduğunu nəzərə almır.

"Bir çox dünyanın şərhində"Ölçmə prosesini xüsusi bir şey hesab etməyən kvant mexanikası, pişiyin hər iki vəziyyəti mövcuddur, lakin dekohere, yəni. kvant mexaniki sisteminin qarşılıqlı əlaqədə olduğu proses baş verir mühit və ətraf mühitdə mövcud olan məlumatları əldə edir və ya başqa bir şəkildə ətraf mühitə "qarışır". Müşahidəçi qutunu açdıqda isə o, pişiyə qarışır və bundan da müşahidəçinin diri və ölü pişiyə uyğun gələn iki halı əmələ gəlir və bu hallar bir-biri ilə qarşılıqlı əlaqədə olmur. Eyni kvant dekoherens mexanizmi “birgə” tarixlər üçün vacibdir. Bu təfsirdə yalnız “ölü pişik” və ya “canlı pişik” “ortaq hekayə”də ola bilər.

Başqa sözlə, qutu açıldıqda kainat iki fərqli kainata bölünür, birində müşahidəçi ölü pişik olan qutuya, digərində isə müşahidəçi canlı pişiyə baxır.

"Vignerin dostu" paradoksu

Viqnerin Dostunun Paradoksu Şrödingerin pişik paradoksunun mürəkkəb təcrübəsidir. Nobel mükafatı laureatı, amerikalı fizik Eugene Wigner "dostlar" kateqoriyasını təqdim etdi. Təcrübəni tamamladıqdan sonra eksperimentator qutunu açır və canlı pişiyi görür. Qutunun açıldığı anda pişiyin vəziyyəti “nüvə çürüməyib, pişik sağdır” vəziyyətinə keçir. Beləliklə, laboratoriyada pişiyin diri olduğu tanınıb. Laboratoriyadan kənarda bir “dost” var. Dost hələ pişiyin diri və ya ölü olduğunu bilmir. Dost pişiyi canlı kimi tanıyır, o zaman ki, eksperimentator ona təcrübənin nəticəsini söyləyir. Ancaq bütün digər "dostlar" hələ pişiyi diri olaraq tanımayıblar və yalnız təcrübənin nəticəsi onlara deyildikdə onu tanıyacaqlar. Beləliklə, pişiyi yalnız Kainatdakı bütün insanlar təcrübənin nəticəsini bildikdə tam diri kimi tanımaq olar. Bu ana qədər, Böyük Kainat miqyasında, pişik eyni anda yarı canlı və yarı ölü olaraq qalır.

Yuxarıda göstərilənlər praktikada istifadə olunur: kvant hesablamalarında və kvant kriptoqrafiyasında. İki vəziyyətin superpozisiyasında işıq siqnalı fiber-optik kabel vasitəsilə göndərilir. Təcavüzkarlar ortada bir yerdə kabelə qoşularsa və ötürülən məlumatı dinləmək üçün orada siqnal vururlarsa, bu, dalğa funksiyasını çökdürəcək (Kopenhagen şərhi nöqteyi-nəzərindən müşahidə aparılacaq) və işıq əyalətlərdən birinə gedəcək. Kabelin qəbuledici ucunda işığın statistik sınaqlarını aparmaqla işığın vəziyyətlərin superpozisiyasında olduğunu və ya artıq müşahidə edilib başqa nöqtəyə ötürüldüyünü müəyyən etmək mümkün olacaq. Bu, aşkar olunmayan siqnalın ələ keçirilməsini və dinləməni istisna edən rabitə vasitələri yaratmağa imkan verir.

Təcrübə (bunu prinsipcə həyata keçirmək olar, baxmayaraq ki, böyük həcmdə məlumat ötürmək qabiliyyətinə malik işləyən kvant kriptoqrafiya sistemləri hələ yaradılmayıb) həm də göstərir ki, Kopenhagen şərhində “müşahidə”nin müşahidəçinin şüuru ilə heç bir əlaqəsi yoxdur, çünki bu halda kabelin sonuna qədər statistikanın dəyişməsi telin tamamilə cansız filialına gətirib çıxarır.

Kvant hesablamasında Schrödinger pişiyi vəziyyəti, hamısının bütün sıfırların və ya birlərin eyni superpozisiyasında olduğu kubitlərin xüsusi dolaşıq vəziyyətidir.

("Qubit" kvant kompüterində məlumat saxlamaq üçün ən kiçik elementdir. O, iki öz vəziyyətini qəbul edir, lakin onların superpozisiyasında da ola bilər. Qubitin vəziyyəti hər dəfə ölçüldükdə, təsadüfi olaraq öz vəziyyətlərindən birinə keçir.)

Əslində! "Schrodinger pişiyi" nin kiçik qardaşı

Schrödinger'in pişiyinin ortaya çıxmasından 75 il keçdi, lakin hələ də kvant fizikasının bəzi nəticələri maddə və onun xüsusiyyətləri haqqında gündəlik fikirlərimizlə ziddiyyət təşkil edir. Kvant mexanikasının qanunlarına görə, onun həm diri, həm də ölü olduğu bir “pişik” vəziyyəti yaratmaq mümkün olmalıdır, yəni. iki vəziyyətin kvant superpozisiya vəziyyətində olacaq. Bununla belə, praktikada belə bir kvant superpozisiyasının yaradılması böyük miqdar atomlar hələ əldə edilməmişdir. Çətinlik ondadır ki, superpozisiyada nə qədər çox atom varsa, bu vəziyyət bir o qədər az sabitdir, çünki xarici təsirlər onu məhv etməyə meyllidir.

Vyana Universitetinin fiziklərinə (jurnalda dərc edilmişdir Təbiət Əlaqələri", 2011) dünyada ilk dəfə olaraq 430 atomdan ibarət və kvant superpozisiya vəziyyətində olan üzvi molekulun kvant davranışını nümayiş etdirmək mümkün olmuşdur. Təcrübəçilərin əldə etdiyi molekul daha çox ahtapota bənzəyir. Molekulların ölçüsü təxminən 60 angstromdur və molekul üçün de Broyl dalğa uzunluğu cəmi 1 pikometr idi. Bu "molekulyar ahtapot" Şrödingerin pişiyinə xas olan xüsusiyyətləri nümayiş etdirə bildi.

Kvant intiharı

Kvant intiharı kvant mexanikasında G. Moravec və B. Marshall tərəfindən müstəqil olaraq təklif edilmiş və 1998-ci ildə kosmoloq Maks Teqmark tərəfindən genişləndirilmiş düşüncə təcrübəsidir. Schrödinger'in pişik düşüncə təcrübəsinin modifikasiyası olan bu düşüncə təcrübəsi kvant mexanikasının iki şərhi arasındakı fərqi aydın şəkildə göstərir: Kopenhagen şərhi və Everett çox dünya şərhi.

Təcrübə əslində pişik nöqteyi-nəzərindən Şrödingerin pişiyi ilə aparılan təcrübədir.

Təklif olunan eksperimentdə bəzi radioaktiv atomun parçalanmasından asılı olaraq atəş açan və ya atmayan silah iştirakçıya yönəldilir. Silahın sönməsi və iştirakçının ölməsi ehtimalı 50% var. Kopenhagen təfsiri düzgündürsə, o zaman silah sonda sönəcək və iştirakçı öləcək.
Everetin çoxlu dünya şərhi düzgündürsə, hər bir təcrübə nəticəsində kainat iki kainata parçalanır, onlardan birində iştirakçı sağ qalır, digərində isə ölür. İştirakçının öldüyü dünyalarda o, mövcudluğunu dayandırır. Bunun əksinə olaraq, ölü olmayan iştirakçının nöqteyi-nəzərindən təcrübə iştirakçının yox olmasına səbəb olmadan davam edəcək. Bu ona görə baş verir ki, istənilən budaqda iştirakçı eksperimentin nəticəsini yalnız sağ qaldığı dünyada müşahidə edə bilir. Və əgər çoxlu dünyaların təfsiri düzgündürsə, o zaman iştirakçı təcrübə zamanı heç vaxt ölməyəcəyini anlaya bilər.

İştirakçı heç vaxt bu nəticələr haqqında danışa bilməyəcək, çünki kənar müşahidəçinin nöqteyi-nəzərindən eksperimentin nəticəsinin ehtimalı həm çox dünya, həm də Kopenhagen şərhlərində eyni olacaq.

Kvant ölməzliyi

Kvant ölümsüzlüyü kvant intihar düşüncə təcrübəsindən qaynaqlanan düşüncə təcrübəsidir və kvant mexanikasının çoxlu dünya şərhinə görə, özünüdərketmə qabiliyyətinə malik varlıqların ölməz olduğunu bildirir.

Təsəvvür edək ki, təcrübə iştirakçısı onun yanında nüvə bombasını partladır. Demək olar ki, bütün paralel kainatlarda nüvə partlayışı iştirakçını məhv edəcək. Lakin buna baxmayaraq, iştirakçının bir şəkildə sağ qaldığı az sayda alternativ Kainatlar olmalıdır (yəni potensial xilasetmə ssenarisinin mümkün olduğu Kainatlar). Kvant ölməzliyi ideyası ondan ibarətdir ki, iştirakçı canlı qalır və bununla da dəstdəki Kainatlardan ən azı birində ətrafdakı reallığı dərk edə bilir, hətta belə kainatların sayı onların sayı ilə müqayisədə çox az olsa belə. bütün mümkün kainatlar. Beləliklə, zaman keçdikcə iştirakçı əbədi yaşaya biləcəyini kəşf edəcək. Bu qənaətə bəzi paralelləri antropik prinsip anlayışında tapmaq olar.

Başqa bir misal kvant intiharı ideyasından irəli gəlir. Bu düşüncə təcrübəsində iştirakçı bəzi radioaktiv atomun parçalanmasının nəticəsindən asılı olaraq atəş açan və ya olmayan silahı özünə tərəf yönəldir. Silahın sönməsi və iştirakçının ölməsi ehtimalı 50% var. Kopenhagen təfsiri düzgündürsə, o zaman silah sonda sönəcək və iştirakçı öləcək.

Everetin çoxlu dünyalar şərhi düzgündürsə, o zaman aparılan hər təcrübə nəticəsində kainat iki kainata parçalanır, onlardan birində iştirakçı sağ qalır, digərində isə ölür. İştirakçının öldüyü dünyalarda o, mövcudluğunu dayandırır. Bunun əksinə olaraq, ölü olmayan iştirakçının nöqteyi-nəzərindən təcrübə iştirakçının yox olmasına səbəb olmadan davam edəcək, çünki hər bir kainat parçalandıqdan sonra o, ancaq sağ qaldığı kainatlarda özünü dərk edə biləcək. Beləliklə, Everetin çoxlu dünya şərhi düzgündürsə, o zaman iştirakçı təcrübədə heç vaxt ölməyəcəyini fərq edə bilər və bununla da ölməzliyini ən azı öz nöqteyi-nəzərindən "sübut edə" bilər.

Kvant ölməzliyinin tərəfdarları qeyd edirlər ki, bu nəzəriyyə heç bir məlum fizika qanunlarına zidd deyil (bu mövqe fizikanın yekdilliklə qəbul edilməməsindən uzaqdır. elmi dünya). Öz mülahizələrində onlar aşağıdakı iki mübahisəli fərziyyəyə əsaslanırlar:
- Everetin çoxlu dünya şərhi düzgündür, Kopenhagen təfsiri deyil, çünki sonuncu paralel kainatların mövcudluğunu inkar edir;
- təcrübə zamanı iştirakçının ölə biləcəyi bütün mümkün ssenarilər iştirakçının sağ qaldığı ssenarilərin ən azı kiçik bir hissəsini ehtiva edir.

Kvant ölməzliyi nəzəriyyəsinə qarşı mümkün arqument ondan ibarətdir ki, ikinci fərziyyə mütləq Everetin çoxlu dünyalar şərhindən irəli gəlmir və o, bütün mümkün reallıqlara aid olduğu güman edilən fizika qanunları ilə ziddiyyət təşkil edə bilər. Kvant fizikasının çoxlu dünya şərhi mütləq “hər şeyin mümkündür” demək deyil. Bu yalnız onu göstərir ki, zamanın müəyyən bir nöqtəsində kainat bir sıra digərlərinə bölünə bilər, hər biri bir çox mümkün nəticələrdən birinə uyğun olacaq. Məsələn, termodinamikanın ikinci qanununun bütün ehtimal olunan kainatlara aid olduğuna inanılır. Bu o deməkdir ki, nəzəri cəhətdən bu qanunun mövcudluğu pozulacağı yerdə paralel kainatların yaranmasının qarşısını alır. Bunun nəticəsi, eksperimentatorun nöqteyi-nəzərindən, onun sonrakı sağ qalmasının qeyri-mümkün olduğu reallıq vəziyyətinə nail olmaq ola bilər, çünki bu, əvvəllər bildirilmiş fərziyyəyə görə, fizika qanununun pozulmasını tələb edəcəkdir. , bütün mümkün reallıqlar üçün keçərlidir.

Məsələn, yuxarıda təsvir edilən nüvə bombası partlayışında iştirakçının sağ qalacağı əsas bioloji prinsipləri pozmayan inandırıcı bir ssenarini təsvir etmək olduqca çətindir. Canlı hüceyrələr sadəcə olaraq nüvə partlayışının mərkəzində çatan temperaturda mövcud ola bilməzlər. Kvant ölümsüzlük nəzəriyyəsinin qüvvədə qalması üçün ya yanlış atəşin baş verməsi (və bununla da nüvə partlayışının qarşısını almaq) və ya hələ kəşf edilməmiş və ya sübut olunmamış fizika qanunlarına əsaslanan hansısa hadisənin baş verməsi lazımdır. Müzakirə olunan nəzəriyyəyə qarşı başqa bir arqument bütün təbii canlılarda mövcudluğu ola bilər bioloji ölüm paralel kainatların heç birində bunun qarşısını almaq mümkün deyil (ən azı bu mərhələdə elmin inkişafı)

Digər tərəfdən, termodinamikanın ikinci qanunu statistik qanundur və dalğalanmaların baş verməsi ilə heç bir şey ziddiyyət təşkil etmir (məsələn, kainatda müşahidəçinin həyatı üçün əlverişli şəraitə malik bir bölgənin görünüşü, ümumiyyətlə bir səviyyəyə çatmışdır. termal ölüm vəziyyəti; və ya prinsipcə, nüvə partlayışı nəticəsində yaranan bütün hissəciklərin hər biri müşahidəçinin yanından uçacaq şəkildə mümkün hərəkəti), baxmayaraq ki, belə bir dalğalanma bütün hadisələrin yalnız son dərəcə kiçik bir hissəsində baş verəcəkdir. mümkün nəticələr. Bioloji ölümün qaçılmazlığı ilə bağlı arqument ehtimal mülahizələri əsasında da təkzib edilə bilər. Hər bir canlı orqanizm üçün Bu an növbəti saniyə ərzində onun sağ qalması ehtimalı sıfırdan fərqlidir. Beləliklə, onun növbəti milyard il ərzində sağ qalma ehtimalı da sıfırdan fərqlidir (çünki məhsuldur çox sayda sıfırdan fərqli amillər), çox kiçik olsa da.

Kvant ölümsüzlüyü ideyası ilə bağlı problemli olan odur ki, ona görə, özünü dərk edən varlıq iştirakçının ölmüş kimi göründüyü situasiyalarda baş verəcək son dərəcə mümkün olmayan hadisələri yaşamağa “məcbur olacaq”. Bir çox paralel kainatlarda iştirakçı ölsə də, iştirakçının subyektiv olaraq qavraya bildiyi bir neçə kainat son dərəcə qeyri-mümkün bir ssenaridə inkişaf edəcəkdir. Bu, öz növbəsində, təbiəti kvant fizikasında hələ kifayət qədər aydın olmayan səbəbiyyət prinsipinin pozulmasına hansısa şəkildə səbəb ola bilər.

Kvant ölümsüzlüyü ideyası əsasən “kvant intiharı” təcrübəsindən qaynaqlansa da, Teqmark iddia edir ki, istənilən normal şəraitdə ölümdən əvvəl hər bir düşünən varlıq özünün özünü itirmə səviyyəsinin aşağı düşməsi mərhələsindən (bir neçə saniyədən bir neçə ilə qədər) keçir. kvant mexanikası ilə heç bir əlaqəsi olmayan şüurluluq və iştirakçının bir dünyadan digərinə keçərək davam etmək imkanı yoxdur ki, bu da ona sağ qalmaq imkanı verir.

Burada özünü dərk edən ağıllı müşahidəçi nisbətən kiçik bir rəqəmdir mümkün dövlətlərözünüdərkini qoruduğu, belə desək, içində qalmağa davam etdiyi " sağlam bədən" Müşahidəçinin şüurunu saxlayaraq şikəst qalması ehtimalı, zərər görmədiyindən qat-qat böyükdür. İstənilən sistem (o cümlədən canlı orqanizm) ideal formada qalmaqdansa, düzgün işləməmək üçün daha çox imkanlara malikdir. Boltzmanın erqodik fərziyyəsi tələb edir ki, ölməz müşahidəçi gec-tez şüurun saxlanmasına uyğun gələn bütün vəziyyətlərdən, o cümlədən dözülməz iztirablar hiss edəcəyi vəziyyətlərdən keçəcək - və orqanizmin optimal işləmə vəziyyətindən daha çox belə vəziyyətlər olacaq. Beləliklə, filosof Devid Lyuisin təklif etdiyi kimi, çoxlu dünyalar şərhinin səhv olduğuna ümid etməliyik.

Bir növ “ikinci dərəcəli” keyfiyyət var idi. Özü də nadir hallarda müəyyən işlərlə məşğul olurdu elmi problem. Ən çox sevdiyi iş janrı kiminsə elmi araşdırmasına cavab vermək, bu əsəri inkişaf etdirmək və ya onu tənqid etmək idi. Schrödinger özü təbiətcə fərdi olmasına baxmayaraq, o, həmişə başqasının fikrinə, gələcək iş üçün dəstəyinə ehtiyac duyurdu. Bu özünəməxsus yanaşmaya baxmayaraq, Schrödinger bir çox kəşflər etməyi bacardı.

Bioqrafik məlumat

Şrödingerin nəzəriyyəsi indi təkcə fizika və riyaziyyat fakültələrinin tələbələrinə məlum deyil. Populyar elmlə maraqlanan hər kəs üçün maraqlı olacaq. Bu nəzəriyyə kvant mexanikasının yaradıcılarından biri kimi tarixə düşmüş məşhur fizik E.Şrödinger tərəfindən yaradılmışdır. Alim 1887-ci il avqustun 12-də yağ məmulatları fabrikinin sahibinin ailəsində anadan olub. Tapmacası ilə bütün dünyada məşhur olan gələcək alim uşaq ikən botanikaya və rəsm çəkməyə həvəs göstərirdi. Onun ilk müəllimi atası olub. 1906-cı ildə Schrödinger Vyana Universitetində təhsil almağa başladı və bu müddət ərzində fizikaya heyran olmağa başladı. Birinci gələndə Dünya müharibəsi, alim artilleriyaçı kimi xidmətə getdi. IN boş vaxt Albert Eynşteynin nəzəriyyələrini öyrənmişdir.

1927-ci ilin əvvəllərində elmdə dramatik bir vəziyyət yarandı. E.Şrödinger hesab edirdi ki, kvant prosesləri nəzəriyyəsinin əsasını dalğa davamlılığı ideyası təşkil etməlidir. Heisenberg, əksinə, bu bilik sahəsinin təməlinin dalğaların diskretliyi konsepsiyası, eləcə də kvant sıçrayışları ideyası olması lazım olduğuna inanırdı. Niels Bohr hər iki mövqeyi qəbul etmədi.

Elmdə irəliləyişlər

Schrödinger 1933-cü ildə dalğa mexanikası konsepsiyasını yaratdığına görə Nobel mükafatı aldı. Lakin klassik fizika ənənələrində tərbiyə alan alim başqa kateqoriyalar üzrə düşünə bilmədi və kvant mexanikasını tam hüquqlu bilik sahəsi hesab etmədi. O, hissəciklərin ikili davranışı ilə kifayətlənə bilmədi və onu yalnız dalğa davranışına endirməyə çalışdı. Şrödinger N.Bor ilə müzakirəsində bunu belə ifadə etdi: “Əgər biz elmdə bu kvant sıçrayışlarını qoruyub saxlamağı planlaşdırırıqsa, onda mən ümumiyyətlə həyatımı atom fizikası ilə bağladığım üçün təəssüflənirəm”.

Tədqiqatçının sonrakı işi

Üstəlik, Şrödinger təkcə müasir kvant mexanikasının yaradıcılarından biri deyildi. Məhz o alim “təsvirin obyektivliyi” terminini elmi istifadəyə daxil etmişdir. Bu, elmi nəzəriyyələrin müşahidəçinin iştirakı olmadan reallığı təsvir etmək qabiliyyətidir. Onun əlavə tədqiqat nisbilik nəzəriyyəsinə, termodinamik proseslərə, qeyri-xətti Born elektrodinamikasına həsr olunmuşdu. Alimlər vahid sahə nəzəriyyəsi yaratmaq üçün də bir neçə cəhdlər ediblər. Bundan əlavə, E.Şrödinger altı dil bilirdi.

Ən məşhur tapmaca

Eyni pişiyin göründüyü Schrödinger nəzəriyyəsi alimin kvant nəzəriyyəsini tənqid etməsindən yaranıb. Onun əsas postulatlarından biri bildirir ki, sistem müşahidə olunmasa da, superpozisiya vəziyyətindədir. Yəni, bir-birinin varlığını istisna edən iki və ya daha çox ştatda. Elmdə superpozisiya vəziyyətinin aşağıdakı tərifi var: bu, elektron, foton və ya məsələn, bir atomun nüvəsi ola bilən kvantın eyni vaxtda iki vəziyyətdə və ya hətta iki nöqtədə olmaq qabiliyyətidir. heç kimin müşahidə etmədiyi bir anda kosmosda.

Müxtəlif dünyalardakı obyektlər

Adi bir insanın belə bir tərifi başa düşməsi çox çətindir. Axı, maddi dünyanın hər bir obyekti ya kosmosun bir nöqtəsində, ya da başqa bir nöqtədə ola bilər. Bu fenomeni aşağıdakı kimi təsvir etmək olar. Müşahidəçi iki qutu götürür və onlardan birinə tennis topu qoyur. Bir qutuda olduğu, digərində olmadığı aydın olacaq. Amma qablardan birinə elektron qoysanız, onda aşağıdakı ifadə doğru olacaq: bu hissəcik nə qədər paradoksal görünsə də, eyni vaxtda iki qutudadır. Eyni şəkildə, bir atomda bir elektron bu və ya digər zamanda ciddi şəkildə müəyyən edilmiş bir nöqtədə yerləşmir. O, eyni vaxtda orbitin bütün nöqtələrində yerləşən nüvənin ətrafında fırlanır. Elmdə bu fenomen “elektron bulud” adlanır.

Alim nəyi sübut etmək istəyirdi?

Beləliklə, kiçik və böyük obyektlərin davranışı tamamilə həyata keçirilir fərqli qaydalar. Kvant aləmində bəzi qanunlar var, makrodünyada isə tamamilə fərqli qanunlar. Lakin insanlara tanış olan maddi cisimlər dünyasından mikro aləmə keçidi izah edəcək heç bir konsepsiya yoxdur. Şrödinger nəzəriyyəsi fizika sahəsində aparılan tədqiqatların qeyri-adekvatlığını nümayiş etdirmək üçün yaradılmışdır. Alim göstərmək istəyirdi ki, məqsədi kiçik cisimləri təsvir etmək olan bir elm var, adi obyektləri öyrənən bilik sahəsi də var. Böyük dərəcədə alimin əməyi sayəsində fizika iki sahəyə bölündü: kvant və klassik.

Schrödinger nəzəriyyəsi: təsvir

Alim 1935-ci ildə özünün məşhur düşüncə təcrübəsini təsvir etmişdir. Onu həyata keçirərkən Şrödinger superpozisiya prinsipinə istinad edirdi. Schrödinger vurğuladı ki, biz fotonu müşahidə etmədiyimiz müddətcə ya hissəcik, ya da dalğa ola bilər; həm qırmızı, həm də yaşıl; həm dəyirmi, həm də kvadrat. Kvant dualizmi konsepsiyasından birbaşa irəli gələn bu qeyri-müəyyənlik prinsipindən Şrödinger pişik haqqında məşhur tapmacasında istifadə etmişdir. Təcrübənin qısa mənası belədir:

Bir pişik qapalı qutuya, həmçinin hidrosiyan turşusu və radioaktiv maddə olan bir konteynerə yerləşdirilir.
Nüvə bir saat ərzində parçalana bilər. Bunun ehtimalı 50% -dir.
Əgər atom nüvəsi parçalanırsa, o, Geiger sayğacı ilə qeyd olunacaq. Mexanizm işləyəcək, zəhər qutusu sınacaq. Pişik öləcək.
Əgər çürümə baş verməsə, Şrödingerin pişiyi canlı olacaq.

Bu nəzəriyyəyə görə, pişik müşahidə olunana qədər o, eyni zamanda bir atomun nüvəsi (çürümüş və ya çürüməmiş) kimi iki vəziyyətdə (ölü və diri) olur. Təbii ki, bu, ancaq kvant dünyasının qanunlarına görə mümkündür. Makrokosmosda pişik eyni anda həm diri, həm də ölü ola bilməz.

Müşahidəçinin Paradoksu

Şrödinger nəzəriyyəsinin mahiyyətini anlamaq üçün müşahidəçinin paradoksunu da anlamaq lazımdır. Onun mənası ondan ibarətdir ki, mikrodünyanın obyektləri yalnız müşahidə edilmədikdə eyni vaxtda iki vəziyyətdə ola bilər. Məsələn, elmdə “2 yarıq və müşahidəçi ilə eksperiment” adlanan üsul məlumdur. Alimlər bir elektron şüasını iki şaquli yarığın edildiyi qeyri-şəffaf bir boşqabın üzərinə yönəltdi. Plitənin arxasındakı ekranda elektronlar dalğa nümunəsi çəkdilər. Yəni ağ-qara zolaqlar qoyublar. Tədqiqatçılar elektronların yarıqlardan necə uçduğunu müşahidə etmək istədikdə, hissəciklər ekranda yalnız iki şaquli zolaq göstərdilər. Onlar dalğa kimi deyil, hissəciklər kimi davranırdılar.

Kopenhagen izahatı

Schrödinger nəzəriyyəsinin müasir izahı Kopenhagen nəzəriyyəsi adlanır. Müşahidəçinin paradoksuna əsaslanaraq belə səslənir: nə qədər ki, heç kim sistemdə atomun nüvəsini müşahidə etmir, o, eyni zamanda iki vəziyyətdədir - çürümüş və çürüməmiş. Ancaq pişiyin eyni anda diri və ölü olduğu ifadəsi son dərəcə səhvdir. Axı makrokosmosda eyni hadisələr heç vaxt mikrokosmosda müşahidə olunmur.

Buna görə də söhbət “pişik-nüvə” sistemindən deyil, Geiger sayğacının və atom nüvəsinin bir-birinə bağlı olmasından gedir. Ölçmələrin aparıldığı anda nüvə bu və ya digər vəziyyəti seçə bilər. Lakin seçim verilir eksperimentatorun Şrödingerin pişiyi ilə qutunu açdığı anda baş vermir. Əslində qutunun açılması makrokosmosda baş verir. Yəni atom dünyasından çox uzaq bir sistemdə. Buna görə də nüvə Geiger sayğac detektoruna dəydiyi anda öz vəziyyətini dəqiq seçir. Beləliklə, Ervin Şrödinger düşüncə təcrübəsində sistemi kifayət qədər tam təsvir etməmişdir.

Ümumi nəticələr

Beləliklə, makrosistemi mikroskopik dünya ilə əlaqələndirmək tamamilə düzgün deyil. Makrokosmosda kvant qanunları öz qüvvəsini itirir. Atomun nüvəsi yalnız mikrokosmosda eyni vaxtda iki vəziyyətdə ola bilər. Eyni şeyi pişik haqqında demək olmaz, çünki o, makrokosmosun obyektidir. Buna görə də, yalnız ilk baxışdan belə görünür ki, qutu açılan anda pişik superpozisiyadan dövlətlərdən birinə keçir. Əslində, onun taleyi atom nüvəsinin detektorla qarşılıqlı əlaqədə olduğu anda müəyyən edilir. Nəticəni belə çıxarmaq olar: Ervin Şrödingerin tapmacasındakı sistemin vəziyyətinin insanla heç bir əlaqəsi yoxdur. Bu, eksperimentatordan deyil, detektordan - nüvəni "müşahidə edən" obyektdən asılıdır.

Konsepsiyanın davamı

Schrödinger nəzəriyyəsi sadə sözlərlə belə təsvir olunur: müşahidəçi sistemə baxmadıqda, o, eyni vaxtda iki vəziyyətdə ola bilər. Bununla belə, başqa bir alim Eugene Wigner daha da irəli gedərək Şrödingerin konsepsiyasını tamamilə absurdluq həddinə çatdırmaq qərarına gəldi. "Bağışlayın!" Viqner dedi, "Əgər onun həmkarı eksperimentatorun yanında dayanıb pişiyə baxırsa necə?" Partnyor, eksperimentatorun özünün pişiklə qutunu açdığı anda dəqiq nə gördüyünü bilmir. Şrödingerin pişiyi superpozisiyadan çıxır. Ancaq bir müşahidəçi üçün deyil. Yalnız pişiyin taleyi sonuncuya məlum olduğu anda heyvanı nəhayət diri və ya ölü adlandırmaq olar. Bundan əlavə, Yer planetində milyardlarla insan yaşayır. Son hökm isə o zaman verilə bilər ki, təcrübənin nəticəsi bütün canlıların mülkiyyətinə çevrilsin. Əlbəttə ki, bütün insanlara pişiyin taleyini və Şrödingerin nəzəriyyəsini qısaca izah edə bilərsiniz, lakin bu, çox uzun və zəhmət tələb edən bir prosesdir.

Fizikada kvant dualizminin prinsipləri Şrödingerin düşüncə təcrübəsi ilə heç vaxt təkzib edilməmişdir. Müəyyən mənada hər bir varlığın nə diri, nə də ölü olduğunu (superpozisiyada) demək olar ki, onu müşahidə etməyən ən azı bir nəfər olsun.

Ensiklopedik YouTube

1 / 5
Əslində, Hokinq və bir çox başqa fiziklər Kopenhagen Məktəbinin kvant mexanikasının şərhinin müşahidəçinin rolunu vurğulamaqda əsassız olduğu qənaətindədirlər. Bu məsələdə fiziklər arasında yekun birlik hələ də əldə olunmayıb.
Zamanın hər anında dünyaların paralelləşməsi ehtimaldan fərqli olaraq həqiqi qeyri-deterministik avtomata uyğun gəlir. mümkün yollar ehtimallarından asılı olaraq.

Wigner paradoksu

Bu Schrödinger təcrübəsinin mürəkkəb versiyasıdır. Eugene Wigner "dostlar" kateqoriyasını təqdim etdi. Təcrübəni tamamladıqdan sonra eksperimentator qutunu açır və canlı pişiyi görür. Qutunun açılması anında pişiyin dövlət vektoru “nüvə çürüməyib, pişik sağdır” vəziyyətinə keçir. Beləliklə, laboratoriyada pişiyin diri olduğu tanınıb. Laboratoriya xaricindədir dost. dost pişiyin diri və ya ölü olduğunu hələ bilmir. dost yalnız eksperimentator ona təcrübənin nəticəsini dedikdə pişiyi canlı kimi tanıyır. Amma hər kəs Dostlar pişik hələ canlı olaraq tanınmayıb və yalnız onlara təcrübənin nəticəsi deyildikdə tanınacaq. Beləliklə, pişiyi yalnız kainatdakı bütün insanlar təcrübənin nəticəsini bildikdə tam diri (və ya tamamilə ölü) kimi tanınmaq olar. Bu ana qədər, Böyük Kainat miqyasında, pişik, Wignerə görə, eyni anda diri və ölü olaraq qalır.

Praktik istifadə

Yuxarıda göstərilənlər praktikada istifadə olunur: kvant hesablamalarında və kvant kriptoqrafiyasında. İki vəziyyətin superpozisiyasında işıq siqnalı fiber-optik kabel boyunca göndərilir. Təcavüzkarlar ortada bir yerdə kabelə qoşularsa və ötürülən məlumatı dinləmək üçün orada siqnal vururlarsa, bu, dalğa funksiyasını çökdürəcək (Kopenhagen şərhi nöqteyi-nəzərindən müşahidə aparılacaq) və işıq əyalətlərdən birinə gedəcək. Kabelin qəbuledici ucunda işığın statistik sınaqlarını aparmaqla işığın vəziyyətlərin superpozisiyasında olduğunu və ya artıq müşahidə edilib başqa nöqtəyə ötürüldüyünü müəyyən etmək mümkün olacaq. Bu, aşkar olunmayan siqnalın ələ keçirilməsini və dinləməni istisna edən rabitə vasitələri yaratmağa imkan verir.
Təcrübə (bunu prinsipcə həyata keçirmək olar, baxmayaraq ki, böyük həcmdə məlumat ötürmək qabiliyyətinə malik işləyən kvant kriptoqrafiya sistemləri hələ yaradılmayıb) həm də göstərir ki, Kopenhagen şərhində “müşahidə”nin müşahidəçinin şüuru ilə heç bir əlaqəsi yoxdur, çünki bu halda kabelin sonuna qədər statistikanın dəyişməsi telin tamamilə cansız filialına gətirib çıxarır.